АДСОРБЕР

Полезная модель относится к технике адсорбции газов при их очистке и/или осушке и может быть применена в различных областях, где необходимо использование очищенных газов.
Известны различные конструкции адсорберов, содержащих нагревательные элементы, расположенные внутри корпуса адсорбера.
Например, известен адсорбер, содержащий цилиндрический корпус с фильтрами, теплоизолирующий кожух и нагревательные элементы, расположенные внутри цилиндрического корпуса, свободный объем которого заполнен адсорбентом (а.с. СССР №367878, МПК B 01 D 53/04, публикация 1973 г.).
К недостаткам таких адсорберов с расположением нагревательных элементов внутри корпуса адсорбера можно отнести повышенные энергозатраты на регенерацию адсорбента.
Известны адсорберы, у которых нагревательные элементы располагаются по наружному контуру корпуса адсорбера.
Например, известен адсорбер, содержащий цилиндрический корпус с фильтрами, теплоизолирующий кожух и нагревательные элементы, расположенные между корпусом и теплоизолирующим кожухом и снабженные поджимным устройством, состоящим из центрирующих колец, планок с винтами и втулок, установленных в центрирующих кольцах, которые фиксируются по высоте при помощи подвесок, прикрепленных к верхнему фланцу адсорбера (а.с. СССР №850195, МПК B 01 D 53/04, публикация 1981 г.).
Известен также адсорбер, включающий корпус с размещенным в нем пучком труб, заполненных сорбентом, нагреватели и входные и выходные патрубки, при этом пучок труб выполнен в виде вертикальных рядов, состоящих из сообщающихся между собой наружных и внутренних систем труб в форме шестиугольников, в полостях между которыми размещены спиральные нагреватели, шарнирно закрепленные на стенках корпуса адсорбера (а.с. СССР №1473165, МПК B 01 D 53/04, публикация 1996 г.).
Недостатком известных конструкций адсорберов, у которых нагревательные элементы располагаются по наружному контуру корпуса адсорбера, является повышенная сложность конструкции нагревательных элементов и устройств для их крепления, обеспечивающих постоянный контакт нагревательных элементов с корпусом адсорбера, необходимый для надежной и эффективной работы адсорбера.
Задачей создания предлагаемой полезной модели является расширение арсенала технических средств, используемых в конструкциях адсорберов, и создание надежного и эффективно работающего адсорбера.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Адсорбер содержит размещенный в теплоизолирующем кожухе баллон, в горловинах которого установлены фильтры, а внутреннее пространство заполнено адсорбентом, нагревательные элементы, расположенные между баллоном и теплоизолирующим кожухом, и поджимное устройство, обеспечивающее постоянный контакт нагревательных элементов с баллоном. Поджимное устройство нагревательных элементов образовано в виде, по меньшей мере, одного хомута, выполненного из стальной ленты, концы которой соединены посредством муфты.
Баллон адсорбера снабжен датчиком температуры, установленным на наружной поверхности баллона и поджатый к нему посредством хомута поджимного устройства.
Датчик температуры, подключен к системе автоматического управления.
Нагревательные элементы адсорбера выполнены в виде двухконцевых трубчатых U-образных ТЭНов, на концах которых закреплены оцинкованные стаканы, залитые силиконовым компаундом.
Вокруг баллона могут быть закреплены три или шесть нагревательных элементов.
На фиг.1 изображен адсорбер, продольный разрез; на фиг.2 - разрез АА на фиг.1; на фиг.3 - нагревательный элемент.
Адсорбер содержит размещенный в теплоизолирующем кожухе 1 баллон 2, в горловинах которого установлены фильтры 3 и 4. Внутреннее пространство баллона 2 заполнено адсорбентом 5, в качестве которого используется цеолит NaX. Между баллоном 2 и теплоизолирующим кожухом 1 размещены нагревательные элементы 6, постоянно контактирующие с баллоном посредством поджимного устройства 7. Поджимное устройство нагревательных элементов образовано в виде, по меньшей мере, одного хомута 8, выполненного из стальной ленты, концы которой соединены посредством муфты 9.
Для уменьшения потерь тепла во время регенерации кожух 1 наполнен стекловатой 10.
Баллон 2 снабжен датчиком температуры 11, установленным на наружной поверхности баллона и поджатый к нему посредством хомута 8 поджимного устройства.
Датчик температуры 11 подключен к системе автоматического управления (не показана).
Нагревательные элементы 6 выполнены в виде двухконцевых трубчатых U-образных ТЭНов. На выходных концах оболочек элементов закреплены оцинкованные стаканы 12. После подключения к контактным
устройствам электронагревателя внешнего монтажа стаканы 12 заливаются силиконовым компаундом 13.
По наружному контуру баллона 1 могут быть закреплены три или шесть нагревательных элементов 6.
В зависимости от рода тока (3~380В, 50 и 400 Гц; 3~220В, 400 Гц и постоянный ток 220В) нагревательные элементы могут быть подключены согласно трем различным схемам. Изменение схемы соединения электронагревательных элементов осуществляется перемычками 14.
Адсорбер работает следующим образом.
Газ, подлежащий сушке и очистке, поступает в баллон 1 адсорбера через фильтр 3. Пройдя через слой адсорбента, газ осушается и очищается от примесей, и затем через фильтр 4 выходит из баллона. При этом нагревательные элементы адсорбера отключены.
Во время работы адсорбент теряет свою поглотительную способность. Для регенерации адсорбера необходимо включить нагревательные элементы. Электроэнергия к нагревательным элементам подводится в верхней части адсорбера.
При включении нагревательных элементов начинается прогрев адсорбента через корпус баллона адсорбера, соответственно происходит процесс термической десорбции, включающий стадии отрыва молекул и испарения адсорбата (влаги, масла) с поверхности адсорбента, истечение (отвод) парогазовой смеси из адсорбера. При достижении температуры нагрева, необходимой для полной десорбции влаги (для цеолита типа NaX около 370°С), от датчика температуры поступает сигнал в систему автоматического управления на отключение нагревательных элементов. При остывании адсорбера до температуры 350°С по сигналу от датчика температуры нагревательные элементы вновь включаются. Поддержание температуры в таком диапазоне происходит в течение времени, необходимого для полного удаления продуктов десорбции.
Постоянный контакт нагревательных элементов с наружной поверхностью баллона адсорбера обеспечивается одним или несколькими, расположенными друг над другом, хомутами 8, содержащими на своих концах муфты 9, посредством которых регулируется натяжение поджимного устройства.
Этим достигается возможность равномерного прогрева адсорбента в баллоне, что в свою очередь, обеспечивает надежную работу адсорбера.