УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГАЗА ИЗ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к технике удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в химической и другой отраслях промышленности, в частности для удаления растворенных газов из расплавов удобрений, например карбамида, перед их гранулированием.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является известный способ удаления газа из жидкости путем ее контактирования с десорбирующим газом, включающий контактирование жидкости на первой стадии удаления с частью десорбирующего газа в горизонтальном прямотоке и на второй стадии удаления с остальным количеством десорбирующего газа в вертикальном противотоке [1]
Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности является известное устройство для удаления газа из жидкости в две стадии, включающее корпус с отверстиями для входа жидкости и десорбирующего газа, выхода жидкости и газа, средства для распределения жидкости и десорбирующего газа, причем средства для распределения на первой стадии выполнены в виде жидкостно-газового эжектора, а на второй стадии в виде перфорированных трубчатых элементов.

Известный способ и устройство, создавая на первой стадии удаления развитую поверхность контакта фаз, не обеспечивают, тем не менее, достаточно эффективного массообмена, и, следовательно, эффективного удаления газа на этой стадии из-за малого времени пребывания в эжекторе и быстрого гравитационного разделения фаз после выхода из эжектора.

Для обеспечения эффективного удаления растворенного газа из жидкости предложен способ удаления газа из жидкости путем ее контактирования с десорбирующим газом, включающий контактирование жидкости на первой стадии удаления с частью десорбирующего газа в прямотоке и на второй стадии удаления с остальным количеством десорбирующего газа в противотоке, отличающийся тем, что контактирование на первой стадии осуществляют в восходящих потоках жидкости и газа.

Предложено также устройство для удаления газа из жидкости, включающее корпус с отверстиями для входа жидкости и десорбирующего газа, выхода жидкости и газа, средства для распределения жидкости и газа, содержащие трубчатые элементы, отличающиеся тем, что средства для распределения жидкости и десорбирующего газа выполнены в виде камеры с отверстиями для входа жидкости и десорбирующего газа, расположенной в нижней части корпуса и отделенной от корпуса горизонтальной перегородкой, и расположенных в корпусе вертикальных трубчатых элементов, каждый из которых состоит из наружной трубы, открытой сверху, опирающейся нижним торцом на перегородку и имеющей в нижней части отверстия для выхода жидкости, промежуточного стакана, проходящего через отверстие в перегородке, открытого снизу и имеющего в верхней части донышко с отверстиями для выхода газа, и внутренней трубы, открытой с обоих концов, проходящей через отверстие в донышке промежуточного стакана и имеющей на боковой поверхности отверстия, расположенные ниже открытого торца промежуточного стакана. В предпочтительном выполнении предложенного устройства отверстие для входа десорбирующего газа в камеру расположено выше нижних торцов промежуточных стаканов.

Техническим результатом предлагаемого способа и устройства является осуществление эффективной десорбции растворенного газа из жидкости в прямотоке жидкости и десорбирующего газа при любых заданных степени диспергирования фаз и продолжительности их пребывания в этом потоке.

Указанный результат достигается благодаря использованию восходящего прямотока и конструкции трубчатого элемента, обеспечивающей равномерное распределение жидкости и десорбирующего газа по элементам и диспергирование фаз.

На чертеже изображено предложенное устройство, реализующее предложенный способ, разрез.

В соответствии с чертежом устройство включает вертикальный корпус 1 с крышками 2 и 3 и штуцерами 4, 5 для ввода жидкости и газа, 6, 7 для вывода жидкости и газа. Горизонтальная перегородка 8 образует в нижней части корпуса камеру со штуцерами 4 и 5. Внутри корпуса расположены трубчатые элементы, состоящие из наружных труб 9, промежуточных стаканов 10 и внутренних труб 11. Наружная труба 9 каждого элемента опирается на перегородку 8 и имеет в нижней части отверстия 12 для выхода жидкости. Промежуточный стакан 10, открытый в нижней части и имеющий сверху донышко 13 с отверстиями 14 для выхода газа, проходит через отверстие в перегородке 8 и закреплен в ней. Внутренняя труба 11 открыта с обоих концов, имеет отверстия 15 в нижней части боковой поверхности (ниже открытого торца стакана 10), проходит через отверстие в донышке 13 и закреплена в нем. Верхний торец внутренней трубы 11 расположен ниже верхнего торца наружной трубы 9. Штуцер для ввода газа 5 расположен выше нижнего торца промежуточного стакана 10.

При реализации способа в процессе работы устройства жидкость и десорбирующий газ поступают в камеру под перегородкой 8 через штуцеры 4 и 5 соответственно. Жидкость поступает во внутренние трубы 11 через их нижние торцы. Десорбирующий газ поступает во внутренние трубы 11 через отверстия 15 и в промежуточные стаканы 10 через их нижние торцы. Во внутренних трубах 11 жидкость и часть десорбирующего газа взаимодействуют в восходящем прямотоке. Газожидкостная смесь, выходящая из верхней части внутренней трубы 11, разделяется на фазы в верхней части наружной трубы 9. Жидкость стекает вниз и в кольцевом пространстве между трубами 9 и 11 взаимодействует с остальной частью десорбирующего газа, поступающей в это пространство из промежутчного стакана 10 через отверстия 14 в донышке 13. В верхней части труб 9 газы из кольцевого пространства и газы из внутренних труб 11 смешиваются. Смешанный газовый поток поступает в верхнюю часть корпуса и выходит из нее через штуцер 7. Жидкость после взаимодействия с газом выходит из трубчатого элемента через отверстия 12 и далее из корпуса через штуцер 6.

Количественное соотношение потоков десорбционного газа обеспечивается сопротивлением отверстий 14 и 15. За счет выступающих относительно перегородки 8 частей стаканов 10 и труб 11 под перегородкой создается газовая подушка и обеспечивается равномерное распределение десорбционного газа по трубчатым элементам. Прямоточное перемещение газовой и жидкой фаз в трубах 11 способствует равномерному распределению жидкости по трубам. Сопротивлением отверстий 12 поддерживается необходимый уровень жидкости в пространстве между трубами 9 и 11, что исключает необходимость поддержания уровня жидкости в корпусе между трубчатыми элементами. Это обеспечивает минимальное время пребывания жидкости в устройстве, что важно для жидкостей, которые с течением времени образуют нежелательные побочные продукты.

Значительная часть десорбционного газа поступает в пространство между трубами 9 и 11. Подбор диаметра отверстий 14 и ширины кольцевого пространства между трубами 9 и 11 обеспечивает эффективный контакт газовой и жидкой фаз и, следовательно, эффективное удаление растворенного в жидкости газа. Подбор диаметра внутренних труб 11 обеспечивает равномерное распределение десорбционного газа по сечению и такую скорость его перемещения относительно жидкой фазы, которая способствует эффективному удалению растворенного в жидкости газа.

Изобретение относится к устройствам для удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Жидкость на первой стадии контактирует с частью десорбирующего газа в восходящем прямотоке, а на второй стадии с остальной частью десорбирующего газа в противотоке. В нижней части корпуса устройства расположена камера с штуцерами для входа жидкости и десорбирующего газа, отделенная от остальной ачсти корпуса горизонтальной перегородкой. Взаимодействие жидкости с десорбирующим газом происходит в трубчатых элементах, состоящих из наружных труб, промежуточных стаканов и внутренних труб. Жидкость поступает в трубы через их нижние торцы, газ через отверстия, в трубках осуществляется первая стадия взаимодействия. Выходя из труб, жидкость стекает в кольцевом пространстве, взаимодействуя с другой частью десорбирующего газа, поступающей в это пространство через нижние трорцы стаканов и отверстия в донышках. Жидкость выходит из трубчатых элементов через отверстия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГАЗА ИЗ ЖИДКОСТИ, включающее корпус с отверстиями для входа жидкости и десорбирующего газа, выхода жидкости и газа, средства для распределения жидкости и десорбирующего газа и расположенные в корпусе вертикальные трубчатые элементы, отличающееся тем, что средство для распределения жидкости и десорбирующего газа выполнено в виде камеры с отверстиями для входа жидкости и десорбирующего газа, расположенной в нижней части корпуса и отделенной от корпуса горизонтальной перегородкой с отверстиями, а каждый трубчатый элемент выполнен из наружной трубы, открытой сверху, опирающейся нижним торцом на перегородку и имеющей отверстия для выхода жидкости в нижней части, промежуточного стакана, расположенного в отверстиях перегородки, открытого снизу и имеющего в верхней части донышко с отверстиями для выхода газа, и внутренней трубы, открытой с обоих концов, проходящей через отверстие в донышке промежуточного стакана и выполненной с отверстиями на боковой поверхности ниже открытого торца промежуточного стакана. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие для входа десорбирующего газа в камеру расположено выше нижних торцов промежуточных стаканов.