Адсорбер непрерывного действия
Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности для реализации адсорбционных процессов в движущемся слое адсорбента. Сущность изобретения: адсорбер непрерывного действия состоит из корпуса с адсорбционной и хроматографическими секциями, внутри которых размещены колосниковые тарелки, распределительной тарелки со штуцером ввода исходного сырья, устройств для подвода тепла в хроматографические секции, аккумулирующих тарелок со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций, устройств для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента и вертикальных пластин, сопряженных боковыми и нижними кромками с корпусом и верхними кромками, расположенными выше распределительной тарелки. Нижняя часть корпуса с хроматографическими секциями выполнена ступенчатой, причем секция с более высокой температурой десорбции размещена выше секции с более низкой температурой, а смежные хроматографические секции с более высокой и более низкой температурой десорбции имеют узел смешения разнотемпературного адсорбента, размещенный над зоной подвода тепла нижележащей хроматографической секции, при этом днище каждой хроматографической секции выполнено с углом наклона, превышающим угол естественного откоса слоя гранулированного адсорбента. Изобретение позволяет повысить уровень использования энергетического потенциала хроматографической секции и снизить энергозатраты при проведении стадии десорбции примесей с адсорбента. 1 ил.
Изобретение относится к конструкциям адсорберов для очистки и разделения многокомпонентных газовых смесей в движущемся слое адсорбента и может быть использовано в процессах извлечения ценных углеводородных компонентов или токсичных веществ из отходящих газов нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.
Известен аппарат для адсорбционного разделения многокомпонентных смесей, включающий корпус с штуцерами для ввода сырья и вывода очищенного продукта, внутри которого размещены адсорбционная секция, устройство для ввода и вывода адсорбента (Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Кн. 2. -М.: Химия. 1981, с. 625). Недостатком аппарата является невозможность выделения из адсорбента сорбированных веществ и для решения этой задачи необходимо использовать адсорбер в комплексе с десорбером и фракционирующей газы десорбции установкой. Известен также адсорбер непрерывного действия, включающий корпус с адсорбционной и хроматографической секциями, внутри которого размещены колосниковые тарелки, распределительная тарелка со штуцером ввода исходного сырья, устройства для подвода тепла в хроматографическую секцию, аккумулирующие тарелки со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций и устройства для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента (Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия. 1973, с. 576). Недостатками аппарата являются недостаточная чистота выводимых фракций, загрязняемых компонентами соседних фракций, и значительные энергетические затраты на проведение стадии десорбции. Известен также адсорбер непрерывного действия, включающий корпус с адсорбционной и хроматографической секциями, внутри которых размещены колосниковые тарелки, распределительная тарелка со штуцером ввода исходного сырья, устройства для подвода тепла в хроматографические секции, аккумулирующие тарелки со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций, устройства для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента и вертикальные пластины, сопряженные боковыми и нижними кромками с корпусом и верхними кромками, расположенными выше распределительной тарелки (Положительное решение о выдаче ВНИИГПЭ патента на изобретение от 06.01.97 г. по заявке N 96114056/25 (019797) "Адсорбер непрерывного действия", 6 B 01 D 53/06, дата приоритета 05.07.96). Недостатком адсорбера является неполнота использования энергетического потенциала хроматографической секции при проведении стадии десорбции примесей с адсорбента. Цель изобретения - повышение уровня энергетического потенциала хроматографической секции и снижение энергозатрат при проведении стадии десорбции примесей с адсорбента. Поставленная цель достигается тем, что в адсорбере непрерывного действия, включающем корпус с адсорбционной и хроматографическими секциями, внутри которых размещены колосниковые тарелки, распределительную тарелку со штуцером ввода исходного сырья, устройства для подвода тепла в хроматографические секции, аккумулирующие тарелки со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций, устройства для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента и вертикальные пластины, сопряженные боковыми и нижними кромками с корпусом и верхними кромками, расположенными выше распределительной тарелки, нижняя часть корпуса с хроматографическими секциями выполнена ступенчатой, причем секция с более высокой температурой десорбции размещена выше секции с более низкой температурой, смежные хроматографические секции с более высокой и более низкой температурой десорбции имеют узел смешения разнотемпературного адсорбента, размещенный над зоной подвода тепла нижележащей хроматографической секции, а днище каждой хроматографической секции выполнено с углом наклона, превышающим угол естественного откоса слоя гранулированного адсорбента. Подобное взаимное расположение хроматографических секций позволяет обеспечить через узел смешения разнотемпературного адсорбента переток регенерированного горячего адсорбента в нижележащую хроматографическую секцию с более низкой температурой регенерации адсорбента, формируя таким образом рекуперативный теплообмен смешением горячего и холодного адсорбента в нижележащей хроматографической секции, что позволяет на величину рекуперированного теплового потока снизить подвод тепла в устройство подвода тепла соответствующей более низко расположенной хроматографической секции. Для свободного выхода регенерированного адсорбента из хроматографических секций необходимо, чтобы днище каждой хроматографической секции было выполнено с углом наклона, превышающим угол естественного откоса слоя гранулированного адсорбента. На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого адсорбера для разделения сырья на четыре фракции. Адсорбер содержит корпус 1, в котором размещены адсорбционная секция 2 и хроматографические секции 3 (3, 3', 3'' и т.д. в зависимости от числа хроматографических секций), разделенные вертикальными пластинами 4. Между адсорбционной и первой хроматографическими секциями располагается распределительная тарелка 5 со штуцером ввода исходного сырья 6. В верхней части корпуса 1 расположена аккумулирующая тарелка 7 со штуцером 8 для вывода очищенного газа, в нижней части каждой хроматографической секции расположена аккумулирующая тарелка 9 со штуцером 10 для вывода выделенных фракций. Хроматографические секции включают змеевики 11 для подачи теплоносителя. Корпус адсорбера снабжен устройствами 12 и 13 для ввода свежего и вывода отработанного регенерированного адсорбента и колосниковыми тарелками 14 для выравнивания структуры потока по высоте секций адсорбера. В нижней части смежных хроматографических секций размещаются узлы смешения разнотемпературного адсорбента 15. Адсорбер работает следующим образом. Адсорбент через устройство 12 вводится в корпус 1 и вступает в противоточный контакт с сырьем, вводимым через штуцер 6 и распределительную тарелку 5. Сырье в адсорбере делится на четыре компонента (фракции) за счет взаимодействия потоков в адсорбционной секции 2 и хроматографических секциях 3, обеспечивающих концентрирование по секциям (3, 3', 3'' и т.д.) последовательно хуже сорбируемых компонентов (фракций), которые отводятся через аккумулирующие тарелки 9 со штуцерами 10. Неадсорбированный компонент (фракция) выводится через аккумулирующую тарелку 7 со штуцером 8. При контакте адсорбента со змеевиками 11 для подачи теплоносителя в нижней части каждой хроматографической секции обеспечиваются условия для десорбции ранее преимущественно сорбированного компонента (фракции). Перемещение горячего регенерированного адсорбента через узлы смешения разнотемпературного адсорбента 15 из вышележащих хроматографических секций в нижележащие обеспечивает перемещение тепловых потоков из высокотемпературных зон в низкотемпературные. Положительный эффект изобретения заключается в снижении общих энергозатрат на реализацию адсорбционного процесса за счет рекуперации тепла высокотемпературного адсорбента низкотемпературным адсорбентом при сохранении остальных характеристик аппарата - производительности по разделяемому сырью, качества разделения, капитальных затрат. Преимущество заявляемого изобретения подтверждается расчетными примерами по сопоставлению энергозатрат в различных конструкциях адсорберов с тремя хроматографическими секциями при расходе адсорбента по 10 т/час в каждой зоне при теплоемкости сорбента 1 кДж/кг
oC и температурах десорбции соответственно по зонам (по мере снижения температуры) 370, 320 и 270oC и температуре в адсорбционной зоне 20oC. Пример 1. При наличии перетока регенерированного адсорбента через перфорированную нижнюю часть вертикальных перегородок по заявляемому изобретению затраты тепла на разогрев адсорбента составляют: - по первой хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 370oC: Q1 = 10000 (кг/час)1(кДж/кгoC(370-20)(oC) = 3500000 кДж/час; - по второй хроматографической секции: при смешении горячего (370oC) и холодного (20oC) потоков адсорбента по 10 т/час каждый его начальная температура составит (370+20)/2=195oC и на нагрев 20 т/час от 195 до 320oC потребуется Q2 = 20000(кг/час)1(кДж/кгoC)(320-195)(oC) = 2500000 кДж/час; - по третьей хроматографической секции: при смешении 20 т/час горячего (320oC) и 10 т/час холодного (20oC) потоков адсорбента его начальная температура составит (32020+2010)/30=220oC и на нагрев 30 т/час от 220 до 270oC потребуется Q2 = 30000(кг/час)1(кДж/кгoC)*(270-220)(oC) = 1500000 кДж/час; итого на нагрев адсорбента в адсорбере необходимо подвести Q = Q1+ Q2 + Q3 = 3500000+2500000+1500000 = 7500000 кДж/час. Пример 2. По прототипу необходим теплоподвод:- по первой хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 370oC
Q1 = 10000(кг/час)
1(кДж/кг oC)(370-20)(oC) = 3500000 кДж/час;- по второй хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 320oC
Q2 = 10000 (кг/час)
1(кДж/кгoC)(320-20)(oC) = 3000000 кДж/час;- по третьей хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 270oC
Q3 = 10000 (кг/час)
1(кДж/кгoC)(270-20)(oC) = 2500000 кДж/час; итого на нагрев адсорбента в адсорбере необходимо подвестиQ = Q1 + Q2 + Q3 = 3500000+3000000+2500000 = 9500000 кДж/час. Сопоставление примеров 1 и 2 показывает, что заявляемое изобретение позволяет уменьшить энергозатраты на проведение процесса до 20,5% по сравнению с прототипом.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ очистки газов // 2132222
Адсорбер непрерывного действия // 2098169
Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в процессе адсорбционного разделения жидкой или газовой смеси компонентов
Изобретение относится к катализатору для очистки от органических примесей, СО, NО запыленных газовых выбросов и к способу его получения
Массообменный аппарат // 2079346
Устройство для очистки газа // 2077928
Изобретение относится к устройствам для очистки парогазовых потоков и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности
Изобретение относится к технологии рекуперации растворителя и может найти применение на стадии его десорбции из адсорбента
Способ изготовления теплообменника // 1765678
Адсорбер непрерывного действия // 2144418
Изобретение относится к конструкциям адсорберов для очистки и разделения многокомпонентных газовых смесей в движущемся слое адсорбента и может быть использовано в процессах извлечения ценных углеводородных компонентов или токсичных веществ из отходящих газов нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности
Адсорбер // 2146554
Изобретение относится к технике осушки газов адсорбентами, а именно к железнодорожному транспорту при производстве сжатого воздуха тормозной магистрали, и может найти применение в промышленности, особенно для осуществления процесса осушки газов при вибрационном воздействии на адсорберы
Установка для очистки газов // 2326718
Изобретение относится к области очистки газов от пыли и различных вредных газовых соединений
Способ адсорбции пыли в газовом потоке // 2367504
Изобретение относится к области очистки дымовых газов от пыли и может быть использовано на предприятиях по производству строительных материалов, угольной и химической промышленности, черной и цветной металлургии и в теплоэнергетике
Изобретение относится к способу сжатия и осушки сжатого газа и компрессорной установке, содержащей устройство для осушки. Устройство для осушки сжатого газа имеет зону осушки и зону регенерации и содержит вращающийся в корпусе барабан, который содержит сушильный агент, последовательно перемещающийся через зону осушки и зону регенерации. При этом зона регенерации состоит из первой части, имеющей первый входной патрубок для подачи первого потока регенерационного газа, и второй части, имеющей второй входной патрубок для подачи второго потока регенерационного газа, относительная влажность которого ниже, чем относительная влажность первого потока регенерационного газа. Выходной патрубок зоны осушки соединен со вторым входным патрубком второй части зоны регенерации с помощью соединительного трубопровода. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики устройства для осушки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предлагается компрессорная установка, содержащая компрессор и сушилку, соединенные между собой напорной трубой, при этом сушилка снабжена корпусом с зоной сушки и зоной регенерации, барабаном, установленным с возможностью вращения в корпусе и содержащим регенерируемый сушильный агент, причем зона регенерации содержит первую подзону и вторую подзону. При этом два регенерационных трубопровода подсоединены к напорной трубе, соответственно, первый регенерационный трубопровод, через который принудительно перемещается сжатый газ, имеющий первую температуру, подсоединен к входному отверстию первой подзоны, а второй трубопровод регенерации подсоединен к входному отверстию второй подзоны. Причем второй регенерационный трубопровод снабжен нагревательным элементом для нагрева сжатого газа, проходящего через второй регенерационный трубопровод, до второй температуры, которая выше первой температуры. Изобретение позволяет уменьшить энергозатраты. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Способ содержит осушение воздуха, создание воздушного потока через камеру наполнения упаковки жидким содержимым посредством непрерывной подачи осушенного воздуха в камеру, обеспечение выхода воздуха из камеры через входной канал для упаковок, через который ненаполненные упаковки поступают в камеру, и/или через выходной канал для упаковок, через который наполненные упаковки покидают камеру. При этом осушенный воздух подают в таком количестве, чтобы в камере создавалось избыточное давление и чтобы обеспечивалось замещение воздуха в камере 25-250 раз в час, а также для поглощения имеющейся воды в виде жидких скоплений, присутствующей в камере, для создания сухой среды, образующей гигиеничную среду, препятствующую развитию микроорганизмов. Изобретение обеспечивает повышение степени гигиеничности среды. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Очистка загрязненных жидкостей // 2531189
Изобретения могут быть использованы при очистке жидкостей и газов от органических загрязнений. Для осуществления способа загрязненные жидкость или газ подают в очистной резервуар, содержащий адсорбент на основе углерода в форме слоя, опирающегося на плиту на дне резервуара. Адсорбент обладает способностью к электрохимической регенерации. Слой адсорбента перемешивают в очищаемой жидкости или через предварительно введенную жидкость пропускают очищаемый газ для адсорбции загрязнений. После оседания или во время оседания адсорбента его подвергают регенерации, пропуская электрический ток для высвобождения из адсорбента газообразных продуктов разложения загрязнений. Устройство для очистки жидкости от загрязнений содержит резервуар для жидкости (28), имеющий верхнюю (30) и нижнюю (32) секции и содержащий в нижней секции (32) материал адсорбента, обладающий способностью к электрохимической регенерации, в форме слоя частиц, опирающегося в нижней секции (32) на дно (6), перемешивающее устройство для распределения частиц в жидкости, включая верхнюю секцию (30), и электроды (14) на противоположных сторонах нижней секции (32) для подачи электрического тока через слой частиц адсорбента. Изобретения обеспечивают периодическую очистку жидкости и газа в мобильном компактном устройстве с увеличенной зоной регенерации и контролируемой степенью очистки. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.
