Адсорбер барабанного типа

Полезная модель относится к оборудованию для очистки производственных выбросов в атмосферу от вредных газообразных компонентов и может найти применение в теплоэнергетике, предприятиях нефтехимии.
Известны устройства для очистки отходящих газов от газообразных загрязнителей с использованием различных адсорбентов (активные угли, цеолиты, алюмогели, силикагели). Разнообразные схемы и устройства адсорбента рассмотрены в книге «Техника и технология защиты воздушной среды» (Учебное пособие для вузов/ В.В. Юшин, В.М. Попов, П.П. Кукин и др. – М. Высшая школа 2005 – 391 с).
Известен многополочный адсорбер рис. 6.7, стр. 290, где очищаемый газ проходит через несколько слоёв адсорбента. На рис. 6.8 представлены несколько схем аппаратов (стр. 292) с движущимся слоем адсорбента. Во всех этих устройствах требуется удалять адсорбент после исчерпания его сорбционной ёмкости на регенерацию и заполнять аппарат свежим адсорбентом. Следствии этого производительность процесса очистки снижается из-за технологических простоев, связанных со сменой или регенерацией адсорбента. Известен вертикальный адсорбер (патент №2547478, бюл. №10 от 10.04.2015), в котором в аппарате имеется слой адсорбента, а в нижней части аппарата установлено барботажное устройство для подачи водяного пара при проведении процесса десорбции. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие: во-первых, производительность работы адсорбера существенно снижается из-за технологических остановок, связанных с необходимой десорбцией гранул адсорбента при исчерпании их сорбционной ёмкости. Во-вторых, сложные эксплуатационные характеристики, связанные с выгрузкой использованного сорбента и загрузкой свежего сорбента через монтажный люк.
Технический результат заключается в устранении отмеченных недостатков и повышении производительности процесса очистки.
Предлагается адсорбер барабанного типа, содержащий цилиндрический корпус с вертикальной осью, верхней и нижней крышками, имеется входной патрубок газа, выходной патрубок газа, насыпные гранулы адсорбента между двумя непровальными сетками, в котором адсорбенты расположены внутри барабана, который вращается вокруг вертикальной оси от вала, установленного коаксиально внутри корпуса и вращающегося от внешнего от внешнего привода, а диаметрально противоположного выходному патрубку расположен патрубок подвода регенерирующего состава с отводящими патрубком с противоположной стороны барабана.
В адсорбере барабанного типа между внешним приводом и вращающимся валом расположен вариатор для регулирования вращения вала с барабаном. Вариатор выполнен в виде двух конусов, имеющих оси вращения под прямым углом, связанных сателлитом в виде диска, с возможностью перемещения его оси вращения.
Предложенное устройство представлено на фиг.1, фиг.2, фиг.3, где
Фиг.1. – Общий вид – поперечный разрез,
Фиг.2. – Кинематическая схема вариатора,
Фиг.3. – Вид сверху (вид А).
Устройство представляет собой цилиндрический корпус 1 с вертикальной осью. По оси корпуса 1 коаксиально расположен центральный вал 19, который имеет возможность вращения в узлах вращения 6 и 15. На валу 19 закреплён барабан 2, представляющий собой два цилиндра, один в другом, сверху и снизу закрытые непровальными сетками – 3 – верхней и 11 – нижней. Внутри барабана 2 находится сорбент 10. Корпус 1 имеет верхнюю крышку 8. В крышке 8 установлены два патрубка 5 и 7. Патрубок 5 для подвода регенерирующего раствора имеет диффузор 4 перед непровальной верхней сеткой 3. Патрубок 7 для отвода очищенного воздуха имеет конфузор 9 перед входом в патрубок 7. На нижнем днище 14 установлены два патрубка 13 и 29. Патрубок 13 для подвода загрязнённого газа и имеет диффузор 12 перед нижней непровальной сеткой 11. Патрубок 29 для отвода регенерирующего состава и перед ним имеется конфузор 30. Для вращения вала 19 в нижней части корпуса 1 имеется внешний привод (эл. Двигатель) 16, редуктор 17 и вариатор 18. Вращение вала 19 и всего барабана 2 осуществляется от вариатора 18. Вариатор 18 состоит из двух конусов – ведущего 20 и ведомого 28, который установлен на центральном валу 19. Ведущий конус 20 и ведомый конус 28 связаны между собой регулировочным диском 22, являющимся сателлитом. Диск 22 связан с ведущим конусом 20 и роликом 21, а с ведомым конусом роликом 26. Ось вращения регулировочного диска 23 связана с винтом 24, который образует кинематическую пару «винт-гайка» с гайкой 25. На другом конце винт 24 снабжён регулировочной рукояткой 27.
1
2
Устройство работает следующим образом. Предварительно, перед началом работы устройства, исходя из производительности очищаемого газа, состава и концентрации загрязняющих веществ устанавливают время достижения сорбентом 10 исчерпания сорбционной ёмкости и время его регенерации. По этим значениям, используя редуктор 17 и вариатор 18, устанавливают необходимое число оборотов барабана 2. Начинается процесс очистки газа Загрязнённый газ поступает в патрубок 13, расширяясь и замедляя скорость в диффузоре 12, поступает в полость барабана через непровальную сетку 11. Проходя через слой сорбента 10 газ очищается от загрязняющих компонентов, проходит через непровальную сетку 3, проходит через конфузор 9, очищенный, выходит через патрубок 7. В процессе работы сорбент 10 насыщается загрязнителями. Вращение барабана 2 перемещает зону отработанного сорбента 10, и он попадает в зону поступления реагента (вода, горячий пар и др.), который поступает через патрубок 5 и замедляясь в диффузоре 4, через непровальную сетку 4. Реагент, проходя через слой засыпки сорбента 10, вымывает из него загрязняющие компоненты и ускоряясь в кондукторе 30, удаляется через патрубок 29. Сорбент, очищенный от загрязнителей, восстановив свои первоначальные свойства, при вращении барабана, вновь попадает в рабочую зону над патрубком 13. При необходимости, в случае изменения начальных условий (изменение расхода газа, вида и концентраций загрязнителей) производят переналадку устройства, меняя необходимую частоту вращения барабана 2. Для этого вращая рукоятку 27 перемещают винт 24 относительно гайки 25. За счёт этого регулировочный диск 22 занимает новое положением и ролики 21 и 26 перемещаются по конусам 20 и 28. При этом, будет изменяться передаточное отношение, равное: z = d/d и будет устанавливаться на валу 19 необходимое число оборотов. Таким образом, используя предложенный барабанный адсорбер можно качественно очищать загрязнённый воздух, в непрерывном цикле, с высокой производительностью.