Результат интеллектуальной деятельности: РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ-адсорбент и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Из существующего уровня техники известен фильтр предварительной очистки газогенераторного газа, состоящий из цилиндрического корпуса, в котором с необходимым зазором располагается цилиндрическая фильтрующая секция, к нижней части корпуса крепятся газоподводящий патрубок к цилиндрической поверхности и газоотводящий патрубок к торцевой поверхности по центру, при этом фильтрующая секция представляет собой крышку фильтра, к которой крепится по центру газозаборная труба, а по периметру - металлическая клетка, которая изнутри обтянута металлической сеткой и является разгрузочной крышкой фильтрующей секции. В полости, ограниченной клеткой и газозаборной трубой, размещается фильтрующий элемент различного вида, размера и состава, который загружается в фильтрующую секцию через загрузочные лючки, выполненные на крышке фильтра, при этом газозаборная труба в нижней части фильтра с помощью уплотнения соединяется с газоотводящим патрубком. Отработавший фильтрующий элемент вместе с основным количеством отфильтровавшихся твердых частиц и жидких фракций транспортируется в бункер газогенератора, где применяется в качестве топлива для газогенераторной станции (Патент на полезную модель РФ №112066, МПК B01D 24/04, заявл. 07.07.2011, опубл. 10.01.2012).

Однако данный фильтр недостаточно эффективен, так как в процессе работы требуется загрузка фильтрующего элемента в корпус фильтра, для чего необходимо прерывать процесс фильтрации и останавливать газогенераторную установку.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является адсорбер непрерывного действия, включающий корпус, ситчатые тарелки со взвешенными слоями адсорбента и переточные устройства. Верхняя часть корпуса выполнена в виде коническо-цилиндрической камеры, в которой смонтирован бункер в виде опрокинутого вершиной вниз конуса с перфорированной боковой поверхностью (Авт. св. СССР №516415, МПК B01J 1/22, B01D 53/02, заявл. 23.01.74, опубл. 05.06.1976, бюл. №21).

Адсорбер работает следующим образом. Газовый (паровой) поток на очистку подается в нижнюю часть аппарата через штуцер и проходит через все тарелки, расположенные по его высоте, на которых контактирует с адсорбентом, приводя его во взвешенное состояние. С верхней тарелке газовый поток направляется в коническо-цилиндрическую камеру корпуса и через перфорированную боковую поверхность бункера поступает в него, в зону движущегося плотного адсорбента. Здесь происходит доочистка газового потока от целевого компонента и одновременно очистка его от мелких частиц (пыли), образовавшихся в результате истирания адсорбента в условиях работы аппарата. Очищенный газовый поток выводится из адсорбента через штуцер. Адсорбент из штуцера поступает в бункер, в котором создается движущийся плотный слой адсорбента. Движение газового потока и адсорбента здесь противоточное. Через цилиндрический переток бункера адсорбент попадает на верхнюю тарелку, где контактирует с газовым потоком, а затем по переточным устройствам перемещается на нижележащие тарелки. Отработанный адсорбент выводится из нижней части колонны через штуцер.

Недостатками данного технического решения являются отсутствие регенерации насыпного слоя фильтра, необходимость в постоянной загрузке адсорбента, сложная конструкция, недостаточная степень очистки газа, проблема утилизации отработавшего адсорбента.

Задачей, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является повышение эффективности процесса очистки генераторного газа, а так же увеличение продолжительности работы фильтра.

Техническое решение заключается в том, что эффективность процесса очистки генераторного газа выполнена путем регенерации пористого насыпного слоя фильтра.

Техническое решение достигается тем, что регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа, включающий корпус, заполненный насыпным пористым материалом, а внутри корпуса фильтра установлен кожух, прикрепленный к корпусу металлической пластиной, внутри кожуха расположен шнек, выполненный с возможностью вращения приводным валом, установленным внутри станины, расположенной в трубопроводе, а в нижней части корпуса установлена разделительная сетка.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа соответствует критерию «новизна», так как имеет существенные отличия.

1. Внутри корпуса фильтра установлен кожух.

2. Кожух прикреплен к корпусу металлической пластиной.

3. Внутри кожуха расположен шнек.

4. Шнек выполнен с возможностью вращения приводным валом.

5. Вал установлен внутри станины.

6. Станина расположена внутри трубопровода.

7. В нижней части корпуса установлена разделительная сетка.

Для осуществления процесса регенерации пористого насыпного слоя в регенеративном фильтре с трубопроводом для очистки газа установлен кожух. Кожух крепится к корпусу металлической пластиной. Внутри кожуха расположен шнек. С его помощью нижние слои пористого насыпного материала, активно участвующие в фильтрации, попадают, перемещаясь внутри кожуха, в верхнюю часть корпуса фильтра, где под воздействием высокой температуры подвергаются прожигу. Смолы и мелкодисперсная пыль, оседающая на поверхности пористого насыпного слоя, прожигается. Таким образом, загрязненный пористый насыпной слой очищается, и поступает в нижнюю часть корпуса фильтра, где снова используется для очистки газа.

Вращение шнека осуществляется через приводной вал, находящийся внутри станины, расположенной в трубопроводе. Станина установлена для герметичности и устойчивости вала.

Разделительная сетка, сквозь которую проходит газ, установлена в нижней части корпуса, и служит для отделения пористого насыпного слоя от трубопровода для очищенного газа.

С целью очистки пористого насыпного слоя (от смол, частиц сажи и т.п.) пористый насыпной материал перемешивается шнеком, установленным в корпусе фильтра.

Выявленные признаки технического решения заявленного устройства позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».

Техническое решение поясняется чертежным материалом. На чертеже представлен общий вид регенеративного фильтра с трубопроводом для очистки газа.

Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа состоит из корпуса 1, заполненного насыпным пористым материалом 2, осуществляющим процесс фильтрации. Внутри корпуса 1 установлен кожух 3, прикрепленный к корпусу 1 металлической пластиной 4. Внутри кожуха 3 расположен шнек 5, выполненный с возможностью вращения приводным валом 6, установленным внутри станины 7, расположенной в трубопроводе 8 (на чертеже привод вращения не показан). В нижней части корпуса установлена разделительная сетка 9.

Для осуществления процесса регенерации к корпусу 1 прикреплен кожух 3, при помощи металлической пластины 4. Шнек 5 расположен внутри кожуха 3 и соединен при помощи приводного вала 6 с приводом вращения. Внутри кожуха 3, шнек 5 осуществляет перемещение насыпного пористого материла 2 внутри корпуса 1 вверх, тем самым нижний слой насыпного пористого материала 2, нуждающийся в регенерации, постоянно заменяет верхний слой. Верхний слой насыпного пористого материала 2 находится под воздействием высокой температуры, вследствие чего загрязненная часть насыпного пористого материала 2 выжигается и очищается от осевшей пыли и смол. Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа также содержит станину 7, расположенную в трубопроводе 8, для герметичности и устойчивости вала 6. Трубопровод 8 предназначен для выхода очищенного газа. В нижней части корпуса установлена разделительная сетка 9, которая отделяет насыпной пористый материал 2 от трубопровода 8.

Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа работает следующим образом. В корпус 1 подается загрязненный генераторный газ, имеющий высокую температуру. Газ распределяется по всему объему корпуса 1, проходя через слой насыпного пористого материала 2. В верхнем слое насыпного пористого материала 2 происходит регенерация загрязненного смолами и мелкодисперсной пылью насыпного пористого материала 2 прожитом. Нижний слой насыпного пористого материала 2 накапливает на своей поверхности и внутри пор смолы и мелкодисперсную пыль, тем самым очищая газ. Очищенный генераторный газ по трубопроводу 8 выходит из корпуса 1.

Регенерация пористого насыпного слоя 2 осуществляется следующим образом: генераторный газ, имеющий высокую температуру (до 800-900°C), поступает в корпус 1. Верхняя часть насыпного пористого слоя 2 подвергается воздействию высокой температуры и практически не участвует в фильтрации. Со снижением температуры, в нижнем слое насыпного пористого материала 2, свойства фильтра повышаются. На поверхностях и внутри гранул насыпного пористого насыпного материала 2 оседает мелкодисперсная пыль и часть смол.

Регенерация пористого насыпного слоя позволяет производить непрерывную очистку генераторного газа, вследствие чего повышается эффективность процесса очистки генераторного газа. Регенерация также позволяет увеличить продолжительность работы фильтра.