МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1997 года по МПК B01D3/22 B01D3/20 

Изобретение относится к массообменным аппаратам для проведения процесса ректификации и может быть использовано в спиртовой и нефтехимической промышленности. Наиболее близким является инжекционный аппарат, состоящий из отдельно установленных секций, каждая из которых соответствует одной тарелке тарелочного аппарата. Каждая секция состоит из сепаратора и паро-жидкостного эжектора с контактной трубой. Контактная труба присоединена к сепаратору. В верхней части сепараторов выведены паровые патрубки, подсоединенные к эжекторам последующей секции; в нижней части жидкостные патрубки, подсоединенные к эжекторам предыдущих секций.

Недостатками известного инжекционного аппарата являются низкая эффективность массообмена вследствие того, что в сепараторе осуществляется только разделение фаз; большое гидравлическое сопротивление вследствие неиспользования кинетической энергии вращающегося жидкостного потока.

Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи и вследствие этого снижение количества действительных ступеней ректификации; уменьшение гидравлического сопротивления аппарата; возможность аккумуляции и отбора промежуточных фракций из сепараторов.

Поставленная цель достигается тем, что в массообменном аппарате, содержащем отдельно установленные секции, состоящие из сепараторов и подсоединенных к ним паро-жидкостными эжекторами, паровыми и жидкостными патрубками, новым является то, что внутри сепараторов соосно установлены цилиндрические стаканы, при этом на внутренней боковой поверхности сепараторов и наружной поверхности стаканов укреплены отражатели потоков, жидкостные патрубки установлены тангенциально в нижней части сепараторов, а днища сепараторов снабжены патрубками отвода жидких фракций.

На фиг. 1 и 2 показана схема массообменного аппарата.

Массообменный аппарат состоит из отдельных секций, состоящих из сепараторов 1 и паро-жидкостных эжекторов 8. Секции расположены на одном уровне или с небольшой разницей по высоте. Камеры смещения эжекторов присоединены к контактным трубам 6, которые вводятся тангенциально в верхней части сепараторов.

В сепараторах соосно установлены цилиндрические стаканы 3, открытые снизу. На внутренней боковой поверхности сепараторов и наружной поверхности стаканов укреплены отражатели потоков 4. В нижней части сепараторов тангенциально выведены жидкостные патрубки 10, подсоединенные к эжекторам предыдущей секции. Цилиндрические стаканы в верхней части снабжены паровыми патрубками 9, подсоединенными к эжекторам последующих секций. В днищах сепараторов установлены патрубки 2.

Массообменный аппарат снабжен патрубками: 5 для отвода обогащенной паровой фазы; 7 подвода исходного жидкого продукта; 11 подвода пара; 12 - отвода обедненного жидкого продукта.

Массообменный аппарат работает следующим образом. В патрубок 7 подается исходный жидкий продукт, содержащий компоненты с различной летучестью. По патрубку 9 в эжектор подается пар с предыдущей секции. Пар эжектирует жидкость. Происходит перемещение потоков фаз, и гомогенный двухфазный поток по контактной трубе 6 тангенциально подается в сепаратор. Двухфазный поток раскручивается. Жидкая фаза ударяется об отражатели потока 4, укрепленные на внутренней боковой поверхности сепаратора, и направляется на наружную поверхность цилиндрического стакана. Затем жидкая фаза ударяется об отражатели потока, укрепленные на наружной поверхности стакана, и направляется на внутреннюю стенку сепаратора. При ударе происходит диспергирование жидкой фазы и поверхность массопередачи возрастает. Благодаря большим скоростям двухфазного потока и развитой поверхности происходит интенсивный массообмен. В нижней части сепараторов отражатели потока отсутствуют. Жидкость отделяется и поступает в жидкостной патрубок 10, не меняя направления движения. Кинетическая энергия вращающегося потока переходит в потенциальную. Часть жидкой фазы аккумулируется в нижней части сепараторов, откуда удаляется по патрубкам 2. Жидкая фаза по патрубкам 10 направляется в эжектор предыдущей секции. Цикл массообмена повторяется. Обедненная жидкость отводится из аппарата через патрубок 12, обогащенный пар через патрубок 5, пар подводится через патрубок 11, исходный жидкий продукт через патрубок 7. Исходный жидкий продукт может вводиться в любой эжектор в зависимости от назначения аппарата - ректификации, эпюрации и т. д. Количество секций также переменно.

В эжекторе и сепараторе жидкая и паровая фазы движутся прямотоком, в пределах аппарата противотоком.

Предлагаемый аппарат по сравнению с прототипом обладает широким диапазоном режимов процесса, высокой эффективностью массопередачи, сравнительно небольшим гидравлическим сопротивлением, возможностью отвода жидких промежуточных фракций из сепараторов.

Использование: изобретение относится к массообменным аппаратам для проведения процесса ректификации и может быть использовано в спиртовой и нефтехимической промышленности. Сущность: в массообменном аппарате, содержащем отдельно установленные секции, состоящие из сепараторов и подсоединенных к ним паро-жидкостными эжекторами, паровыми и жидкостными патрубками, дополнительно внутри сепараторов соосно установлены цилиндрические стаканы, при этом на внутренней боковой поверхности сепараторов и наружной поверхности стаканов укреплены отражатели потоков, жидкостные патрубки установлены тангенциально в нижней части сепараторов, и в днищах сепараторов установлены патрубки отвода жидких промежуточных фракций. Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи, уменьшение гидравлического сопротивления аппарата, возможность аккумуляции и отбора промежуточных фракций из сепараторов. 2 ил.

Массообменный аппарат, содержащий отдельно установленные секции, состоящие из сепараторов с подсоединенными к ним парожидкостными эжекторами, паровыми и жидкостными патрубками, отличающийся тем, что внутри сепараторов соосно установлены цилиндрические стаканы, при этом на внутренней боковой поверхности сепараторов и наружной поверхности стаканов укреплены отражатели потоков, жидкостные патрубки установлены тангенциально в нижней части сепараторов, а днища сепараторов снабжены патрубками отвода жидких фракций.