АБСОРБЕР Российский патент 1994 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к химическому аппаратостроению и может быть использовано для осуществления процессов, лимитирующихся медленной реакцией связывания поглощенного газа в жидкой фазе.

Цель изобретения - повышение производительности за счет улучшения связывания поглощенного газа.

На чертеже изображен предлагаемый абсорбер, разрез.

Абсорбер содержит корпус 1 со штуцерами 2,3 для ввода и вывода газа соответственно, штуцерами 4, 5 для вывода и ввода циркуляционного раствора. Корпус 1 абсорбера содержит также штуцер 6 для периодического вывода отработанного раствора.

В полости абсорбера по высоте размещены перекрывающие друг друга наклонные пластины 7, прикрепленные в шахматном порядке к корпусу 1 аппарата. В кубе абсорбера размещены две вертикальные параллельно расположенные перегородки 8,9, образующие сборники циркуляционного и отработанного растворов. Перегородка 8 укреплена на расстоянии от днища аппарата (т.е. образует с днищем зазор) и выступает сверху над уровнем жидкости. Перегородки 8 и 9 образуют канал для перетока жидкости из сборника циркуляционного раствора в сборник отработанного раствора.

Предлагаемый абсорбер работает следующим образом.

Через штуцер 2 аппарата подается газ, а с помощью насоса (на чертеже условно не показан) через штуцер 5 - свежий поглотитель. Газ движется по полости абсорбера зигзагообразно (показан тонкими стрелками), а поглотитель (показан точками) перетекает с одной наклонной пластины 7 на другую. В промежутках между наклонными пластинами струи и капли поглотителя обдуваются потоками газа. Вследствие этого реализуется эффективный тепломассообмен: капли под воздействием газа дробятся, в результате возникает развитая и непрерывно обновляемая поверхность контакта фаз.

Затем капли поглотителя поступают на нижерасположенную пластину 7 и в момент удара образуются многочисленные мелкие капли вторичного дробления с огромной поверхностью контакта фаз. В итоге в каждом зазоре между наклонными пластинами также реализуется эффективный тепломассообмен. Такие взаимодействия повторяются во всех зазорах между наклонными пластинами, что и решает задачу эффективной абсорбции газа.

Предлагаемый абсорбер создает улучшенные условия для связывания поглощенного газа в жидкой фазе (в кубе). С нижней наклонной пластины 7 поглотитель под действием потока газа отбрасывается в сборник циркуляционного раствора, образованный в кубе перегородкой 8. Как только в этом сборнике окажется некоторый объем поглотителя, открывается кран на линии штуцер 4 - насос. С этого времени уменьшается объем свежего поглотителя до величины, определяемой потребностью подпитки согласно материальному балансу, и осуществляется непрерывная рециркуляция поглотителя.

При работе абсорбера увеличивается уровень жидкости в сборнике циркуляционного раствора и в канале между перегородками 8 и 9. При достижении верхней кромки перегородки 9 раствор начинает перетекать в сборник отработанного раствора. А при достижении предельного уровня отработанного раствор периодически отбирается через штуцер 6 на склад или на дальнейшую переработку. Отработанный газ выводится из абсорбера через штуцер 3.

Абсорбер обеспечивает более лучшие условия для связывания поглощенного газа в жидкой фазе. За счет необходимой величины куба обеспечивается заданное время пребывания поглотителя без контактирования с газом. Уже в сборнике циркуляционного раствора исключается взаимодействие раствора как с газовым потоком, так и со свежим поглотителем, поскольку отбрасываемые газом капли его попадают на поверхность раствора в сборники и не перемешивают находящуюся там жидкость. Последнее условие реализуется также за счет перетекания нижнего слоя поглотителя в нижний участок канала между перегородками 8 и 9, т.е. за счет реализации принципа полного вытеснения при движении жидкости. Направление движения жидкости в кубе показано стрелками.

Принцип полного вытеснения реализуется также при движении жидкости по каналу между перегородками 8 и 9 с той разницей, что перетекание достигается за счет наращивания нижнего слоя жидкости. Такой же принцип реализуется и в сборнике отработанного раствора, где наращивание объема жидкости происходит за счет поступления наверх, а отвод жидкости - за счет удаления нижнего слоя.

Таким образом на достижение цели изобретения работают: вертикальная перегородка сборника циркуляционного раствора, установленная на расстоянии от днища аппарата - обеспечивает отток жидкости из сборника без перемешивания ее слоев и реализует при перетекании принцип полного вытеснения; та же перегородка, выступающая сверху над уровнем жидкости - исключает возможность перемешивания растворов по верху; обе вертикальные перегородки, образующие канал для перетекания жидкости из одного сборника в другой - исключает перемешивание циркуляционного и отработанного растворов и во всех случаях перетекания жидкости реализуют принцип полного вытеснения. Возможны для использования и другие устройства, обеспечивающие дробление потока жидкости на капли, обдуваемые потоком газа. Поэтому в ограничительной части формулы эти различные конструкции объединены более общим понятием - устройство для дробления потока жидкости.

Куб заявляемого устройства показан на чертеже с увеличенным диаметром по сравнению с диаметром абсорбционной части аппарата. Возможен вариант с одинаковым диаметром кубовой и абсорбционной частей аппарата.

Новый технический эффект изобретения состоит в повышении производительности, что достигается за счет улучшения условий для связывания поглощенного газа в жидкой фазе. Этот эффект полностью достигается за счет использования всей суммы отличительных признаков: в кубе прикреплены две вертикальные параллельно расположенные перегородки, образующие сборники циркуляционного и отработанного растворов, а между перегородками - канал для перетока жидкости из одного сборника в другой, при этом перегородка сборника циркуляционного раствора укреплена на расстоянии от днища аппарата и выступает сверху над уровнем жидкости. За счет этого все перетекания поглотителя реализуются с использованием полного вытеснения: перемещение поглотителя в сборник происходит за счет наращивания верхнего слоя и удаления поглотителя из нижнего слоя, перемещение отработанного поглотителя в канале между перегородками осуществляется за счет удаления верхнего слоя и приращения нижнего слоя, перемещение жидкости в сборнике отработанного поглотителя происходит за счет оттока снизу и притока сверху.

Предлагаемое изобретение снижает себестоимость обработки газа или жидкости за счет более высокой производительности.

Изобретение относится к химическому аппаратостроению и может быть использовано для осуществления процессов абсорбции, лимитирующихся медленной реакцией связывания поглощенного газа в жидкой фазе. Сущность изобретения состоит в том, что абсорбер содержит корпус со штуцерами ввода и вывода потоков газа и жидкости, в полости которого размещены устройства для дробления потока жидкости. Отличие изобретения состоит в том, что двумя вертикальными параллельно укрепленными перегородками в кубе образованы сборники циркуляционного и отработанного растворов, а между перегородками - канал для перетока жидкости из одного сборника в другой, при этом перегородка циркуляционного раствора укреплена на расстоянии от днища аппарата и выступает сверху над уровнем жидкости. 1 ил.

АБСОРБЕР, включающий корпус со штуцерами ввода и вывода потоков газа и жидкости, в полости которого по высоте размещены контактные устройства в виде перекрывающих одна другую наклонных пластин, прикрепленных поочередно в шахматном порядке к корпусу, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет улучшения связывания поглощенного газа, корпус снабжен внизу кубовой частью с перегородками, одна из которых не доходит до днища и ее верхняя кромка выступает над уровнем жидкости, образуя канал для перетока жидкости, при этом кубовая часть снабжена патрубком для периодического вывода отработанного раствора.