SU1049089A1 - Устройство дл очистки газов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, включающее корпус, цилиндрическую емкость с поЛ1оти1гёлем и патрубки ввода и вывода газов, коническую распределительную камеру, соединенную с патрубком ввода газа и нагреватель , размещенный между корпусом и емкостью, о тл и ч а юще ес  тем, что, с целью повьниени  степени утилизации поглотител  и снижени  энергозатрат путем повышени  равномерности распределени  температуры по слбю поглотител , емкость снабже-. на перегородками - горизонатльной и цилиндрической, установленной коаксиально в емкости на рассто нии от горизонтальной перегородки, а распределительна  камера снабжена усеченным конусом, большее основание ,которого соединено с цилиндрической перего- i родной, а меньшее - с патрубком вывода газа.

Description

4

ОС СО

Изобретение относитс  к устройстг .ам, .предназначеннЕлм дл  очистки инертных газов (п,НС) от примесей, например, азота и кислорода, путем поглощени  последних твердыми поглотител ми и может быть использовано в химической, металлургической и других отрасл х промышленности, где наход т применение инертные газы.

Известно устройство дл  очистки инертных газов, содержащее цилиндрический корпус с крышкой, гильзы с перфорированным дном, па трубки дл  подачи исходного, отвода очищенного газа и трубу дл  отвода очищенного газа. При этом гильза и труба дл  отвода очищенного, газа расположены краксиально корпусу и друг другу ij

Недостатками устройства  вл ютс  возможносуь загр знени  очищенного инертного газа исходным за счет их смешени  в месте соединени  трубы дл  отвр да очищенного газа с патрубком дл  отвода очищенного газа, наход щемс  на пути исходного газа, подаваемого в слой, так как это соединение не .герметично, уменьшение полезного объема поглотител  в гильзе, зан того трубой дл  отвода очищенного газа и неудобство эксплуатационного обслуживани  при больших гебаритах гильзы

Известно устройство .дл  рчистки

газов, включающее корпус, цилиндрическую емкость с поглотителем И; патрубками ввода -и вывода газов, tco .ническую распределительную, камеру,, соединенную с патрубком/ввода газа и., нагревате пь, размещенный, между корпусом и- емкостью 2

Недостатком устройства Явл етс  неравномерность распределени  темпе ратуры в слое поглотител  в осеврм. .направлении за счет охлаждени  лобовых слоев поглотител  Потоком аенагртого очищаемого газа ив радиальном направлении (пониженна  температура центральной части загрузки) при боль щих диаметрах емкости (реактора) и низкой теплопроводности з.агрузки поглотител , что имеет место при использовании в качестве поглотител  кускового губчатого титана (зерйиста  загрузка). Кроме того, устррйств характеризуетс  недостаточной степенью утилизации загрузки и глубиной очистки недостаточна из-за пойиженнрй температуры центральной части сло  поглотител  и зйачительными энергозатратами, св занными с повышением мощности на нагревател х дл  выравнивани  температуры загрузки.

Целью изобретени   вл етс  повышение степени утилизации поглотител  и снижение энергозатрат путем повыше ки  равномерности распределени  температуры по слою поглотител .

Эта цельдостигаетс  тем, что в устройстве дл  очистки газов, включающем корпус, цилиндрическую ёмкость с поглотителем, ,коническую распределительную камеру, соединенную с патрубком ввода газа и нагреватель, емкрсть снабжена перегородками - горизонтальной и цилиндрической, установленной коаксиально в емкости на рассто нии от. горизонтальной перегородки , а распределительна  камера снабжена усеченным конусом, большее основание которого соединено р цилиндрической перегородкой, -в меньшее с патрубком вывода газа.

На чертеже представлено устройство , общий вид.

Вертикальный корпус 1 ограничен крышкой 2 устройства и днищем 3, на котором установлена цилиндрическа  емкость 4 с перфорированным дном. К перфорированному дну емкости 4 прикреплена коническа  распределительна  камера 5, соединенна  с патрубком 6 ввода газа. Патрубок 7 вывода газа выполнен в нижней части устррйства и размещен внутри патруб ка б вврда газа коаксиально последнему . На вйутренней поверхности корпуса 1, крышки 2 и днища 3 размещена теплоизол ци  8. На теплоизол ции 8 установ.лены нагреватели 9, рхватывающйе цилиндрическую емкость 4 и распределительную камеру 5. Разогрев нагревателей 9 и сло  поглотител  контролируют термрпарами 10-12.

Корпус 1 размещен на стойках 13. Днище 3 установлено с возможностью ; вертикального перемещени  с помощью подъемника 14. Пунктиром показано нижнее положение днища 3 и расположенной на нем емкости 4. Внутри распределительной камеры 5 установлен усеченный конус 15 с прикрепленными к нем5Г ребрами 16, Конус 15соединён с патрубком 7 вывода газа. Внутри ; емкости 4 коаксиально установлен цилиндрическа  перегородка 17 на рассто нии от горизрнтальнрй перегородки 18.

Устройство работает следующим образрм.;

При размещении днища 3 в нижнем оложении заполн ют емкость 4 поглотителем , например, губчатым титаном, устанавливают поглотитель термопары 11 и 12, затем поднимают днище, закрепл ют его, фиксируют положение термопар 11-12 по их длине, герметизируют устройство очистки, соединив атрубок б ввода газа и патрубок 7 ывода газа с ма истральными трубо роводами, вакуумируют устройство, заполн ют его инертным газом, подают апр жение на нагреватели 9, контроируют их нагрев и разогрев сло  поготител  с помошью термопар 10-12. По остижении заданной температуры полотител  {800 с в центре загрузки )и 1150 С на нагревател х), открывают вентили на входном и выходном магистральных трубопроводах и подают газ на очистку.

Очищенный газ через патрубок б ввода газе поступает в кольцевой зазор между патрубком 6 ввода очиодае- мого газа и патрубком 7 вывода очищенного газа, где через стенку, пат-. ; рубка 7 происходит теплообмен между нагретым и холодным очищаемым газом-,. в результате чего последний нагрева-; Ю етс , а очищенный газохлаждаетс .г Подогретый очищаемый газ поступает . .й -распределительную камеру 5. В этой полости очищаекий газ, обтека  нагрё- поверхности и в том числе значи- 5 .тельную нагретую поверхность ребер. 16, дополнительно нагреваетс  и через перфорированное дно емкости.. 4 поступает в периферийный кольцевой слой загрузки поглотител , где .ц щаетс  от кислорода и азота и еще. нагреваетс . Пройд  этот слой снизу, вверх газ встречаетс  с перегородкой 18, измен ет свое направление на противоположное и, поступает во внут- ренний слой загрузки . На гретый в . дериферийном слое газ за счет кон-; вективной теплопередачи дополнительно нагревает внутрё ний слой загрузки, / что приводит к выравниванию темпера-туры в объеме загрузки, приближа  30 значение этой температуры к темпера--, туре периферийного сло  загрузки. . Это позвол ет снизить мощность на нагревател х . . .

Таким образом, внутренний слой 35 поглотител  нагреваетс  за счет , двух видов- переноса тепла: теплорро- . водности от разогретого до , периферийного сло  через слой .поглотител  и сплошную стенку ци- 0 |линдрической перегородки и конвективного переноса тепла нагретым в ; |периферийном слое газом.

Конструкци  устройства позвол ет использовать конус 15 с соединенным с ним и коаксийльно установленном в патрубке ввода газа патрубком выврда очищенного газа в качестве рекуператора тепла газа, нагретого в слое поглотител .

Кроме того, усеченный конус 15 50 придает дополнительную жесткость перфорированному дну. Наличие под крышкой емкости уплотнительной прокладки исключает утечку газа из реактора. Возможна  незначительна  утечка газа из емкости с поглотителем через отверсти  дл  ввода термопар в перегородке 18 цроисходит во внутреннюю полость устройства очистки и1газ ос таетс  в этой полости или возвращаетс  .в емкость с поглотителем, т.е. предлагаема  конструкци  устройства исключает попадание к потребителю неочищенного газа.

Теплоизол ци  крышки уменьшает теплопотери в вертикальном направлении , что позвол ет примен ть в конструкции устройства очистки сйодовые нагреватели.

Разработано устройство дл  очистки , инертных газов с диаметром емкости дл  -загрузки поглотител  равном 600 мм м высотой 800 мм. Диаметр . цилиндрической перегородки и основани  камеры - 5-300 мм. Камера 5 и перегородка 17 приверены к перфорированному дну, .а патрубок вывода очищенного газа - к камере 5. Количество ребер - 8 .шт. Теплоизол ци  крышки емкости выполнена плазменным напылением покрыти  из двуокиси циркони , обладающего низкой теплопроводностью (.Я 0,8 ккал/м ч К при 1000°С). Конструкци  устройства позвол ет достичь выравнивани  температуры губчатого .титана в емкости в осевом и радиальном направлении с градиентом не более 70°С в диапазоне-1050-980°С при объемной скорости очищаемого газа 450 м..

Использование предлагаемогоустройства дл  очистки инертных газов по сравнению с Известным позвол ет снизить градиент темперарутных полей поглотител  в реакторе с 250-300°С до 60-70 С, повысить степень утилизации поглотител  с 80-85% до 95-96%, повысить глубину очиртки инертного газа от кислорода и азота на 0,0004-0,0006 об. за счет повышени  температуры центральной части поглотител , снизить энергозатраты на проведение процесса очистки И . инертных газов от кислорода и азота на 10-12%.... :

g

73

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ

   ГАЗОВ, включающее корпус, цилиндрическую емкость с поглотителем и пат рубки ввода и вывода газов, коническую распределительную камеру, соединенную с патрубком ввода газа и нагреватель, размещенный между корпусом и емкостью, о т л и ч а юще е с я тем, что, с целью повыпения степени утилизации поглотителя и снижения энергозатрат путем повышения равно мерности распределения температуры по слою поглотителя, емкость снабже-. на перегородками - горизонатльной и цилиндрической.установленной коаксиально в емкости на расстоянии от горизонтальной перегородки, а распределительная камера снабжена усеченным конусом, большее основание которого соединено с цилиндрической перегородной, а меньшее - с патрубком вывода газа.

   f чающем корпус, цилиндрическую ёмкость с поглотителем,,коническую распределительную камеру, соединенную с патрубком ввода газа и нагреватель, емкость снабжена перегородками - горизонтальной и цилиндрической, установленной коаксиально в емкости на расстоянии от. горизонтальной перегородки, а распределительная камера снабжена усеченным конусом, большее основание которого соединено р цилиндрической перегородкой, в меньшее с патрубком вывода газа.

   На чертеже представлено устройство, общий вид.

   Вертикальный корпус 1 ограничен крышкой 2 устройства и днищем 3, на котором установлена цилиндрическая емкость 4 с перфорированным дном. К перфорированному дну емкости 4 прикреплена коническая распределительная камера 5, соединенная с патрубком 6 ввода газа. Патрубок 7 вывода газа выполнен в нижней части устройства и размещен внутри патрубка 6 ввода газа коаксиально последнему. На внутренней поверхности корпуса 1, крышки 2 и днища 3 размещена теплоизоляция 8. На теплоизоляции 8 установлены нагреватели 9, охватывающие цилиндрическую емкость 4 и распределительную камеру 5. Разогрев нагревателей 9 и слоя поглотителя контролируют термопарами 10-12. Корпус 1 размещен на стойках 13. Днище 3 установлено с возможностью вертикального перемещения с помощью подъемника 14. Пунктиром показано нижнее положение днища 3 и расположенной на нем емкости 4. Внутри распределительной камеры 5 установлен усеченный конус 15 с прикрепленными . к нему ‘ребрами 16. Конус 15 соединён с патрубком 7 вывода газа. Внутри емкости 4 коаксиально установлена цилиндрическая перегородка 17 на расстоянии от горизонтальной передо·¹ родки 18.

   Устройство работает следующим образом. μ

   При размещении днища 3 в нижнем положении заполняют емкость 4 поглотителем, например, губчатым титаном, устанавливают поглотитель термопары 11 и 12, затем поднимают днище, закрепляют его, фиксируют положение термопар 11-12 по их длине, герметизируют устройство очистки, соединив патрубок б ввода газа и патрубок 7 вывода газа с магистральными трубо. проводами, вакуумируют устройство, заполняют его инертным газом, подают 60 напряжение на нагреватели 9, контролируют их нагрев и разогрев слоя поглотителя с помощью термопар 10-12. По достижении заданной температуры поглотителя^ (800 °C в центре загрузки

   С на нагревателях), откры-