Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известны устройства для очистки и осушки воздуха, включающие два адсорбера, соединенные трубопроводами, которые связаны с клапанами, обеспечивающими переключение режимов их работы с режима осушки в режим регенерации по команде от системы управления клапанами (см. заявку Японии N 61-35891 В, МКИ B01D 53/26, 53/02 от 86.08.15; заявка ЕПВ N 0212101, МКИ B01D 53/04, 53/26 от 87.03.04; заявка ФРГ N 3514473, МКИ B01D 53/26, от 86.10.23).

Известно устройство для очистки и осушки сжатого воздуха (заявка ФРГ N 3304722, кл B01D 53/26), содержащее два адсорбера, соединенные трубопроводами с установленными на них клапанами, которые обеспечивают поочередное переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа при пониженном давлении, в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, открывающимся согласно ритму переключения адсорберов.

Недостатком известного устройства является то, что выброс накопившегося конденсата происходит в окружающую среду, а также при высоком давлении, поэтому использование приведенного устройства невозможно при осушке, например, природного газа, где в конденсате могут содержаться компоненты, опасные для человеческого организма и вредно воздействующие на окружающую среду.

Известно устройство для осушки сжатого газа, в том числе и воздуха, включающее два адсорбера, соединенные трубопроводами, содержащими клапаны, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа при пониженном давлении в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, отличающееся тем, что в нем влагоотделитель разделен на два резервуара: резервуар высокого давления, в полости которого размещен обратный клапан, механически связанный с поплавковым устройством, и резервуар низкого давления с автономно управляемым влагоотводящим клапаном, снабженный предохранительным клапаном (Патент РФ №2165786, МПК B01D 53/26).

Устройство работает следующим образом.

Влажный газ с конденсатом поступает в первичный конденсатосборник, где конденсат накапливается. Отделенный от конденсата влажный газ поступает в один из адсорберов, работающих поочередно: один в режиме осушки; другой в режиме регенерации. Переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, по мере насыщения влагой, обеспечивается при помощи распределительных клапанов.

Для регенерации адсорбера используется часть осушенного газа, который при пониженном давлении, за счет дросселирования дросселем, пропускается через регенерируемый адсорбер. В режиме регенерации часть сухого газа подается в адсорбер в обратном направлении. Газ, проходя через внутреннюю полость адсорбера и слой адсорбента, насыщается влагой. Достигнув верхнего фланца корпуса, имеющего температуру, отличную от температуры газа, влажный газ конденсируется на внутренней поверхности фланца. Капли конденсата, стекая с поверхности фланца, попадают на верхние слои адсорбента, что приводит к переувлажнению, частичному засорению или растрескиванию поверхности гранул адсорбента.

Основным недостатком указанного адсорбера является то, что капли сконденсированной влаги, попадая на слой адсорбента, впитываются гранулами адсорбента, что приводит к ускоренному разрушению адсорбента и сокращению срока службы всего адсорбера в целом.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание устройства для очистки воздуха, применение которого позволит исключить попадание капельной влаги на гранулы адсорбента.

Поставленная задача достигается тем, что предложенное устройство для очистки воздуха согласно изобретению содержит, как минимум, два адсорбера с адсорбентом, соединенные между собой системой трубопроводов, при этом каждый адсорбер содержит корпус, преимущественно выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы со штуцерами, установленные с обоих торцов корпуса для подвода и отвода осушаемого воздуха, продольные ребра, установленные внутри корпуса, клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного воздуха при пониженном давлении в регенерируемый адсорбер и основной кондесатосборник с влагоотводящим клапаном, при этом в системе трубопроводов установлен дополнительный конденсатосборник, а, как минимум, в одном адсорбере, предпочтительно в обоих, перед фланцем со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера установлена профилированная шайба-фильтр, образующая полость для конденсата, причем указанная полость соединена с полостью дополнительного конденсатосборника.

В варианте исполнения, внутренняя поверхность фланца со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера выполнена профилированной, предпочтительно конической, причем вершина конуса обращена к входному отверстию штуцера, при этом на указанной поверхности выполнены профилированные канавки в виде чередующихся колец различного диаметра.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема блока осушки воздуха, на фиг.2-продольный разрез адсорбера.

Устройство для очистки воздуха состоит из адсорберов 1 и 2, основного конденсатоборника 3, распределительных клапанов 4 и 5, предназначенных для периодического переключения адсорберов, по мере насыщения влагой, с режима осушки в режим регенерации; дросселей 6 и 7 с трубопроводами подачи осушенного воздуха низкого давления в регенерируемый адсорбер, дополнительного конденсатосборника 8.

Адсорбер 1 содержит корпус 9, преимущественно выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы 10 и 11 со штуцерами 12 и 13 соответственно, установленные с обоих торцов корпуса 9 для подвода и отвода осушаемого воздуха. Внутри корпуса 1 установлены продольные ребра 14. Перед фланцем 10 со штуцером 12 для подвода воздуха в полость адсорбера установлена профилированная шайба-фильтр 15, образующая полость 16 для конденсата, причем указанная полость 16 соединена с полостью дополнительного конденсатосборника 8.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Влажный воздух с конденсатом подается в основной конденсатосборник 3, где конденсат накапливается. Отделенный от конденсата влажный воздух далее подается один из адсорберов 1 или 2, работающих поочередно: один в режиме осушки; другой в режиме регенерации.

Переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, по мере насыщения влагой, обеспечивается при помощи распределительных клапанов 4 и 5. Для регенерации адсорберов, как 1, так и 2, используется часть осушенного воздуха, который при пониженном давлении, за счет дросселирования дросселем 6 или 7, пропускается через регенерируемый адсорбер.

В режиме осушки влажный воздух подается в корпус 9 адсорбера 1 сверху, через штуцер 12, после чего он проходит через слой адсорбента, осушается и выходит из адсорбера через штуцер 13.

В режиме регенерации часть сухого воздуха подается во внутреннюю полость корпуса 1 адсорбера в обратном направлении, через штуцер 13. Воздух, проходя через внутреннюю полость корпуса адсорбера 1 и слой адсорбента, насыщается влагой. Достигнув верхнего фланца 10, имеющего температуру, отличную от температуры воздуха, влажный воздух конденсируется на внутренней поверхности фланца. Капли конденсата, стекая с поверхности фланца 10, накапливаются на поверхности профилированной шайбы-фильтра 15 и скапливаются в полости 16, откуда удаляются через штуцер в дополнительный конденсатосборник 8.

В варианте исполнения, капли влаги, стекая по конической поверхности фланца 10, попадают на профилированные канавки 17 и срываются вниз под действием силы тяжести, что позволяет локализировать места сбора капельной влаги.

Установка профилированной шайбы-фильтра 15 позволит защитить верхние слои адсорбента от контакта с капельной влагой, улучшить условия осушения и тем самым увеличить срок службы адсорбента.

Использование предложенного технического решения позволит улучшить условия работы адсорбента и тем самым увеличить срок службы адсорбера и блока осушки в целом.