Пристрій для очищення газів

Устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус, включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода, адсорбционного контейнера, выпускного газохода, где впускной и выпускной газоходы выполнены в виде коллекторов с распределяющими и собирающими окнами переменного сечения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вертикальный корпус разделен горизонтальными перегородками на адсорбционные контейнеры с установленными по высоте горизонтальными решетками, соединенными между собой секционирующими решетками с псевдоожиженным или стационарным слоем адсорбента, выполненными из вертикальных взаимно перпендикулярных ребер, в которые установлены трубы подачи греющего или охлаждающего агентов для обеспечения равномерного нагрева или охлаждения адсорбента, причем газоходная система выполнена по Z-образной схеме включения. ON Изобретение относится к химической технологии, в частности к устройствам для извлечения паров летучих растворителей из газов в псевдоожиженном или стационарном слое адсорбента, и может быть использовано для очистки вентиляционных газов в химической, металлургической и других отраслях промышленности. Известны аппараты для очистки воздуха от органических веществ - горизонтальные и вертикальные адсорберы с неподвижным слоем адсорбента (Е.Н.Серпионова "Промышленная адсорбция газов и паров".-М.-. Высшая школа* 1969.-С. 173175). Они включают цилиндрический корпус с распределительной решеткой в нижней части, на которой размещен слой адсорбента Корпус аппарата снабжен днищем с входным патрубком и верхней крышкой с выходным патрубком. Общими существенными признаками известного и заявляемого технических решений является устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус, включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода-адсорбционного контейнера-выпускного газохода. К причинам, препятствующим достижению технического результата, который может быть достигнут при помощи заявляемого изобретения, относится то, что известное устройство обладает относительно низкой степенью очистки отходя о о 26701 щих газов и высоким аэродинамическим сопротивлением слоя адсорбента. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус с впускным и выпускным газоходами, камеру очистки с неподвижным слоем адсорбента, размещенным на наклонных полках (а.с.СССР №1816350, B01D53/00,1990). Газоходы выполнены в виде коллектора с распределяющими и собирающими панелями с прорезями переменного сечения, причем прорези в распределяющей панели расположены под углом относительно прорезей в собирающей панели, стенки камеры очистки выложены сетчатыми перегородками и снабжены козырьками, образующими с полками зигзагообразные каналы. В известном аппарате снижена высота слоя адсорбента, что приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления слоя адсорбента, а наличие большого числа наклонных полок с адсорбентом обеспечивает эффективный контакт очищаемого воздуха с адсорбентом и повышает степень очистки до 99,9%. Однако для достижения указанной степени очистки газа в известном устройстве толщина стационарного слоя адсорбента должна составлять 800-1000 мм, что обусловливает повышенное аэродинамическое сопротивление известного устройства (перепад давлений при расходе воздуха 10000 нм3/ч составляет 0,012 МПа) и, как следствие, относительно большие затраты при работе вентилятора. Кроме того, минимальная допустимая фракция используемого в известном устройстве адсорбента (например, активированного угля АУА) составляет 1-3 мм, а использование более дешевой и активной фракции 0,2-1,0 мм недопустимо вследствие опять-таки резкого увеличения аэродинамического сопротивления. Это обусловливает относительно низкую производительность известного устройства по очищаемому газу 353 нм3/ч на 1 м3 загруженного адсорбента. ми и собирающими окнами переменного сечения. К причинам, препятствующим достижению технического результата, который 5 может быть достигнут при помощи заявляемого изобретения, относится то, что известное устройство имеет относительно низкую удельную производительность за счет высокого аэродинамического сопро10 тивления слоя адсорбента. 15 20 25 30 35 40 45 50 Общими существенными признаками известного и заявляемого технических решений является устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус, 55 включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода-адсорбционного контейнера-выпускного газохода, где впускной и выпускной газоходы выполнены в виде коллекторов с распределяющи В основу настоящего изобретения положена задача разработать устройство для очистки газов, где бы в результате изменения конструкции устройства удалось повысить удельную производительность за счет снижения аэродинамического сопротивления (на единицу объема адсорбента). В результате осуществления настоящего изобретения удается повысить удельную производительность устройства для очистки газов до 1500 нм3/ч на 1 м 3 загруженного адсорбента. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для очистки газов, содержащем вертикальный корпус, включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода-адсорбционного контейнера-выпускного газохода, где впускной и выпускной газоходы выполнены в виде коллекторов с распределяющими и собирающими окнами, согласно настоящему изобретению, вертикальный корпус разделен герметичными перегородками на адсорбционные контейнеры с установленными по высоте горизонтальными решетками, соединенными между собой секционирующими решетками с псевдоожиженным или стационарным слоем адсорбента, выполненными из вертикальных взаимно перпендикулярных ребер, в которые установлены трубы подачи гоеющего или охлаждающего агентов для обеспечения равномерного нагрева или охлаждения адсорбента, причем газоходная система выполнена по Z-образной схеме включения. Заявляемая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение поставленной задачи - повышение удельной производительности устройства за счет снижения аэродинамического сопротивления, что свидетельствует о наличии причинноследственной связи между заявляемой совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом. Общий вид устройства для очистки газов изображен на фиг. 1. Устройство состоит из основания 1, установленного на опорах 2, и представляет собой систему теплоизолированных по боковым граням 26701 адсорбционных контейнеров 3 одинакового поперечного сечения, соединенных крепежными болтами в один блок. Адсорбционные контейнеры 3, лишенные верхнего и нижнего днищ, устанавливают на основании 1, оборудованном системой специальных щелевых окон 4, которые равномерно раздают воздух как каждому контейнеру первого ряда, так и по площади входа в каждый контейнер. Сверху система располагающихся один над другим адсорбционных контейнеров заканчивается крышкой 5, которая снабжена системой специальных окон 6, равномерно собирающих очиа(,аемый в адсорбционных контейнерах 3 газ, который поступает в устройство снизу вверх. Устройство снабжено входным раздающим коллектором 7, куда в направлении А через щель 8 поступает газ, и выходным собирающим коллектором 9, куда через щель 10 поступает очищенный газ и откуда в направлении Б он транспортируется к всасывающему вентилятору и выбрасывается в атмосферу. Коллекторы 7 и 9 посредством специальных щелей равномерно раздают поступающий на очистку газ в полость основания 1 или равномерно собирают очищенный газ из полости крышки 5. Внутри адсорбционных контейнеров 3 адсорбент размещается слоями на адсорбционных полках 11, свинченных в стопки, причем по высоте устройства адсорбент располагается тонкими широкими секционированными слоями, которые чередуются с такими же слоями пустот. При этом стационарные или псевдоожиженные слои адсорбента могут охлаждаться или обогреваться с помощью теплообменных трубок 12, свободные концы которых вмонтированы во внутренние крышки 13. Внешние крышки 14 герметично крепятся к корпусам адсорбционных контейнеров 3. В замкнутое пространство между внутренними крышками 13 и внешними крышками 14 по требованию техники безопасности во время разогрева слоев адсорбента при его регенерации под небольшим давлением напускается инертный газ. Во время проведения процесса десорбции с помощью разогрева слоев адсорбента всасывающий вентилятор, осуществляющий движение воздуха через устройство, выключают, магистрали подвода и отвода воздуха перекрывают запорной арматурой, а в патрубок 15 подают инертный газ, который равномерно распределяется с помощью трубок 16 по всему лобовому слою адсорбента. Пары 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 десорбированных растворителей, которые выделяются при разогреве адсорбента, отсасывают через трубки 17 и с помощью коллектора 18 отправляют к теплообменнику-конденсатору. На фиг.2 изображена адсорбционная полка 11, которая состоит из трех частей: - верхней секционирующей слой адсорбента 19 решетки 20, где решетка выполнена в виде прочного периметра с расположенными в нем секционирующими металлическими полосами, делящими слой адсорбента на ячейки. Указанные полосы являются оребрением теплообменных трубок 12; - нижней секционирующей пустое пространство решетки 21, заключенной в прочный корпус 22, причем ячейки этой решетки по размерам совпадают с описанной выше верхней решеткой; - средней мелкоячеистой сетки 23, непосредственно на которой располагают слой адсорбента. В верхней решетке крепят теплообменные трубки 12, концы которых имеют резьбу для крепления под прокладки во внутренних крышках адсорбционного контейнера 3. На фиг. 3 представлен фрагмент устройства для очистки газов, где показаны основание 1, два адсорбционных контейнера 3 со слоем изоляции 24, составленных в два яруса, крышка 5, соединенные болтами 25 в единое целое. Внутри контейнеров располагаются адсорбционные полки 11, состоящие из двух горизонтальных секционирующих частей, соединенных болтами 26. Верхняя часть заполнена адсорбентом, через который проходят теплообменные трубки 12. Между собой полки соединены болтами 27 со стороны съемных крышек. Адсорбционные полки 11 как единое целое прижаты к седлу 28 при помощи резьбово-прижимных устройств 29. Воздух из основания проходит через щели и движется вертикально вверх через систему адсорбционных полок, подвергаясь очистке. Очищенный воздух выходит через щель 10 в полость верхней крышки 5. При регенерации адсорбента под основание нижней адсорбционной стопки через патрубок 15 подают инертный газ. В настоящее время разработана конструкция аппарата с габаритами {длина х высота х ширина), м: 4800 х 5107 х х 3115, масса 18 тонн, объем адсорбционной камеры 8 м 3 . 26701 18 '17 го фиг 4 19 УКРАЇНА т УА„« _267QV_ (13) С1 (si)6 В 01 D 46/00. В 01 D 46/30 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ГАЗІВ (21) 94032793 (22)21.03.94 (24) 12.11.99 (46) 12.11.99. Бюл. №7 (56) Авторское свидетельство СССР №1816350, МКИ 5 В 01 D 53/08. (72) Вознюк Володимир Іванович, Шаповалова Лідія Петрівна, Лисухо Тамара Василівна (73) ВОЗНЮК ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ (57) Устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус, включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода, адсорбционного контейнера, выпускного газохода, где впускной и выпускной газоходы выполнены в виде коллекторов с распределяющими и собирающими окнами переменного сечения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вертикальный корпус разделен горизонтальными перегородками на адсорбционные контейнеры с установленными по высоте горизонтальными решетками, соединенными между собой секционирующими решетками с псевдоожиженным или стационарным слоем адсорбента, выполненными из вертикальных взаимно перпендикулярных ребер, в которые установлены трубы подачи греющего или охлаждающего агентов для обеспечения равномерного нагрева или охлаждения адсорбента, причем газоходная система выполнена по 2-образной схеме включения. KJ Изобретение относится к химической технологии, в частности к устройствам для извлечения паров летучих растворителей из газов в псевдоожиженном или стационарном слое адсорбента, и может быть использовано для очистки вентиляционных газов в химической, металлургической и других отраслях промышленности. Известны аппараты для очистки воздуха от органических веществ - горизонтальные и вертикальные адсорберы с неподвижным слоем адсорбента (Е.Н.Серпионова "Промышленная адсорбция газов и паров".-М.: Высшая школа, 1969.-С.173175), Они включают цилиндрический корпус с распределительной решеткой в нижней части, на которой размещен слой адсорбента. Корпус аппарата снабжен днищем с входным патрубком и верхней крышкой с выходным патрубком. Общими существенными признаками известного и заявляемого технических решений является устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус, включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода-адсорбционного контейнера-выпускного газохода. К причинам, препятствующим достижению технического результата, который' может быть достигнут при помощи заявляемого изобретения, относится то, что известное устройство обладает относительно низкой степенью очистки отходя о 26701 щих газов и высоким аэродинамическим сопротивлением слоя адсорбента. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус с впускным и выпускным газоходами, камеру очистки с неподвижным слоем адсорбента, размещенным на наклонных полках (а.с.СССР №1816350, B01D53/00.1990). Газоходы выполнены в виде коллектора с распределяющими и собирающими панелями с прорезями переменного сечения, причем прорези в распределяющей панели расположены под углом относительно прорезей в собирающей панели, стенки камеры очистки выложены сетчатыми перегородками и снабжены козырьками, образующими с полками зигзагообразные каналы. В известном аппарате снижена высота слоя адсорбента, что приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления слоя адсорбента, а наличие большого числа наклонных полок с адсорбентом обеспечивает эффективный контакт очищаемого воздуха с адсорбентом и повышает степень очистки до 99,9%. Однако для достижения указанной степени очистки газа в известном устройстве толщина стационарного слоя адсорбента должна составлять 800-1000 мм, что обусловливает повышенное аэродинамическое сопротивление известного устройства {перепад давлений при расходе воздуха 10000 нм3/ч составляет 0,012 МПа) и, как следствие, относительно большие затраты при работе вентилятора. Кроме того, минимальная допустимая фракция используемого в известном устройстве адсорбента (например, активированного угля АУА) составляет 1-3 мм, а использование более дешевой и активной фракции 0,2-1,0 мм недопустимо вследствие опять-таки резкого увеличения аэродинамического сопротивления. Это обусловливает относительно низкую производительность известного устройства по очищаемому газу 353 нм3/ч на 1 м3 загруженного адсорбента. ми и собирающими окнами переменного сечения. К причинам, препятствующим достижению технического результата, который 5 может быть достигнут при помощи заявляемого изобретения, относится то, что известное устройство имеет относительно низкую удельную производительность за счет высокого аэродинамического сопро10 тивления слоя адсорбента. 15 20 25 30 35 40 45 50 Общими существенными признаками известного и заявляемого технических решений является устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус, 55 включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода-адсорбционного контейнера-выпускного газохода, где впускной \л выпускной газоходы выполнены в виде коллекторов с распределяющи В основу настоящего изобретения положена задача разработать устройство для очистки газов, где бы в результате изменения конструкции устройства удалось повысить удельную производительность за счет снижения аэродинамического сопротивления (на единицу объема адсорбента). В результате осуществления настоящего изобретения удается повысить удельную производительность устройства для очистки газов до 1500 нм3/ч на 1 м 3 загруженного адсорбента. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для очистки газов, содержащем вертикальный корпус, включающий газоходную систему, состоящую из впускного газохода-адсорбционного контейнера-выпускного газохода, где впускной и выпускной газоходы выполнены в виде коллекторов с распределяющими и собирающими окнами, согласно настоящему изобретению, вертикальный корпус разделен герметичными перегородками на адсорбционные контейнеры с установленными по высоте горизонтальными решетками, соединенными между собой секционирующими решетками с псевдоожиженным или стационарным слоем адсорбента, выполненными из вертикальных взаимно перпендикулярных ребер, в которые установлены трубы подачи гоеющего или охлаждающего агентов для обеспечения равномерного нагрева или охлаждения адсорбента, причем газоходная система выполнена по Z-образной схеме включения. Заявляемая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение поставленной задачи - повышение удельной производительности устройства за счет снижения аэродинамического сопротивления, что свидетельствует о наличии причинноследственной связи между заявляемой совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом. Общий вид устройства для очистки газов изображен на фиг. 1. Устройство состоит из основания 1, установленного на опорах 2, и представляет собой систему теплоизолированных по боковым граням 26701 адсорбционных контейнеров 3 одинакового поперечного сечения, соединенных крепежными болтами в один блок. Адсорбционные контейнеры 3, лишенные верхнего и нижнего днищ, устанавливают на основании 1, оборудованном системой специальных щелевых окон 4, которые равномерно раздают воздух как каждому контейнеру первого ряда, так и по площади входа в каждый контейнер. Сверху система располагающихся один над другим адсорбционных контейнеров заканчивается крышкой 5, которая снабжена системой специальных окон 6, равномерно собирающих очищаемый в адсорбционных контейнерах 3 газ, который поступает в устройство снизу вверх. Устройство снабжено входным раздающим коллектором 7, куда в направлении А через щель 8 поступает газ, и выходным собирающим коллектором 9, куда через щель 10 поступает очищенный газ и откуда в направлении Б он транспортируется к всасывающему вентилятору и выбрасывается в атмосферу. Коллекторы 7 и 9 посредством специальных щелей равномерно раздают поступающий на очистку газ в полость основания 1 или равномерно собирают очищенный газ из полости крышки 5. Внутри адсорбционных контейнеров 3 адсорбент размещается слоями на адсорбционных полках 11, свинченных в стопки, причем по высоте устройства адсорбент располагается тонкими широкими секционированными слоями, которые чередуются с такими же слоями пустот. При этом стационарные или псевдоожиженные слои адсорбента могут охлаждаться или обогреваться с помощью теплообменных трубок 12, свободные концы которых вмонтированы во внутренние крышки 13. Внешние крышки 14 герметично крепятся к корпусам адсорбционных контейнеров 3. В замкнутое пространство между внутренними крышками 13 и внешними крышками 14 по требованию техники безопасности во время разогрева слоев адсорбента при его регенерации под небольшим давлением напускается инертный газ. Во время проведения процесса десорбции с помощью разогрева слоев адсорбента всасывающий вентилятор, осуществляющий движение воздуха через устройство, выключают, магистрали подвода и отвода воздуха перекрывают запорной арматурой, а в патрубок 15 подают инертный газ, который равномерно распределяется с помощью трубок 16 по всему лобовому слою адсорбента. Пары 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 десорбированных растворителей, которые выделяются при разогреве адсорбента, отсасывают через трубки 17 и с помощью коллектора 18 отправляют к теплообменнику-конденсатору. На фиг.2 изображена адсорбционная полка 11, которая состоит из трех частей: - верхней секционирующей слой адсорбента 19 решетки 20, где решетка выполнена в виде прочного периметра с расположенными в нем секционирующими металлическими полосами, делящими слой адсорбента на ячейки. Указанные полосы являются оребрением теплообменных трубок 12; - нижней секционирующей пустое пространство решетки 21, заключенной в прочный корпус 22, причем ячейки этой решетки по размерам совпадают с описанной выше верхней решеткой; - средней мелкоячеистой сетки 23, непосредственно на которой располагают слой адсорбента. В верхней решетке крепят теплообменные трубки 12, концы которых имеют резьбу для крепления под прокладки во внутренних крышках адсорбционного контейнера 3. На фиг. 3 представлен фрагмент устройства для очистки газов, где показаны основание 1, два адсорбционных контейнера 3 со слоем изоляции 24, составленных в два яруса, крышка 5, соединенные болтами 25 в единое целое. Внутри контейнеров располагаются адсорбционные полки 11, состоящие из двух горизонтальных секционирующих частей, соединенных болтами 26. Верхняя часть заполнена адсорбентом, через который проходят теп* лообменные трубки 12. Между собой полки соединены болтами 27 со стороны съемных крышек. Адсорбционные полки 11 как единое целое прижаты к седлу 28 при помощи резьбово-прижимных устройств 29. Воздух из основания проходит через щели и движется вертикально вверх через систему адсорбционных полок, подвергаясь очистке. Очищенный воздух выходит через щель 10 в полость верхней крышки 5. При регенерации адсорбента под основание нижней адсорбционной стопки через патрубок 15 подают инертный газ. В настоящее время разработана конструкция аппарата с габаритами (длина х высота х ширина), м: 4800 х 5107 х х 3115, масса 18 тонн, объем адсорб3 ционной камеры 8 м . 26701 18 •17 20 фигі • 19 Фаг. 2 26701 Выход очищршоЩ Sosdj/ла на, очистку I Упорядник Техред М Келемеш Коректор А.Маковська Замовлення 525 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, Киів-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101