РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБСОРБЦИОННОЙ КОЛОННЫ Российский патент 2000 года по МПК B01D53/18 B01F3/04 

Изобретение относится к распределительному устройству для абсорбционной колонны согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к колонне с распределительным устройством.

Известно большое число различающихся по форме и материалу распределительных устройств, при помощи которых можно равномерно наносить жидкости на набивку абсорбционных колонн. Для распределения коррозионных жидкостей применяются стеклянные подводящие патрубки с точечной выдачей жидкости и с кольцевыми разбрызгивателями. Кольцевой разбрызгиватель представляет собой кольцеобразную стеклянную трубу, снабженную выпускной системой с глухими отверстиями. Между отдельными глухими отверстиями выпускной системы обычно имеются различия в отношении геометрических параметров их выпускных отверстий, вследствие чего получаются разные скорости выпуска и поэтому практически не достигается равномерное распределение. Кроме того, кольцевые разбрызгиватели пригодны только для колонн сравнительно малого диаметра и невозможно равномерное распределение выпускных отверстий по всему поперечному сечению.

Задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать инертное распределительное устройство, пригодное для коррозионных жидкостей, воздействующих на металлы, и позволяющее обеспечить одинаковые скорости выпуска из всех распределительных сопл или части сопл. Кроме того, обеспечивается возможность проектирования распределительных устройств для колонн любого диаметра. Эти задачи решаются признаками, указанными в пункте 1 формулы изобретения.

Заявленное распределительное устройство абсорбционной колонны состоит из системы распределительных труб и сопл для жидкостей или газов. Выпускные отверстия сопл целесообразно расположить все на одинаковом уровне. По меньшей мере частично сопла изготовлены из одинаковых кусков стеклянных труб. Каждое выпускное отверстие имеет край, который представляет собой образованную фрезерованием, а в остальном необработанную кромку, или практически необработанную кромку облома стекла. Для образования фрезерованной кромки можно применить применяемую для обработку стекла фрезу, оснащенную алмазными зернами.

Для того, чтобы каждое сопло одинаковым образом распределяло жидкость, все сопла необходимо изготовить из одинаковых кусков стеклянной трубы, а выпускные отверстия расположить на одинаковом уровне. Однако в особых случаях может оказаться целесообразным предусмотреть для отдельных сопл, например для краевых, другие скорости выпуска. Этого можно достигнуть применением иных диаметров сопл и/или расположением выпускных отверстий на другом уровне.

Заявленное распределительное устройство удовлетворяет требованиям качества, которые ранее выполнялись металлическими распределителями. К числу этих требований относятся: точность размеров, особенно горизонтальность (±0,1%), плотность распределения (около 60-330 выпускных отверстий и капельных стоков на 1 м²), одинаковость расстояний между выпускными отверстиями, практически одинаковая скорость выпуска из всех отверстий, благодаря чему возможно применение при наиболее трудных операциях дистилляции.

Зависимые пункты 2-7, 9 и 10 формулы изобретения относятся к предпочтительным исполнениям заявленного изобретения. Предметом пункта 8 является колонна с такими устройствами.

При помощи заявленного устройства можно также - в частности для осуществления сорбции - вносить первую жидкость в колонну, заполненную второй жидкостью. Вместо жидкости можно также вносить газ в колонну, заполненную жидкостью.

Ниже изобретение объясняется при помощи чертежей.

На фиг.1 показано распределительное устройство, образующее изготовленный из стекла узел.

На фиг. 2 показано два сопла устройства.

На фиг. 3 показан участок распределительной трубы, изготовленный из пластмассы.

На фиг. 4 выполнен поперечный разрез по другой распределительной трубе.

На фиг. 5 показано соединительное место многозвенного заявленного устройства.

Изображенное на фиг.1 распределительное устройство 1 изготовлено из стекла и содержит следующие части: несколько параллельных распределительных труб 2 с соплами 3, которые согласно изобретению изготовлены из кусков стеклянных труб, установленную перед трубами 2 подводящую трубу 4, колокол 5, в который можно подавать распределяемую жидкость и в котором жидкость устанавливается до уровня, зависящего от скорости выпуска. Сопла расположены на одинаковом уровне, благодаря чему обеспечиваются всегда одинаковые условия выпуска.

На фиг. 2 показана лежащая на боковой стороне распределительная труба 2, к которой припаяны два стеклянных патрубка 3, выполняющих роль сопл. Торец 30 трубы 3, содержащий выпускное отверстие 31, представляет собой необработанную поверхность, оставшуюся после фрезерования, или поверхность облома стекла. Благодаря тому, что кромки выпускных отверстий 31 образованы путем фрезерования или являются поверхностями облома стекла, а в остальном необработаны, у всех сопл 3 обеспечены практически одинаковые условия выпуска распределяемой жидкости. Целесообразно для изготовления стеклянных патрубков 3 применить распространенные в отрасли капиллярные трубы, имеющие точно изготовленный внутренний диаметр. Сопла 3 после спайки фрезеруются каждый раз на одинаковую длину.

Сопла 3 можно расположить в распределительной трубе 2 так, чтобы их входные места (тоже с необработанными или фрезерованными поверхностями) оказались в центральном участке трубы 2. При таком расположении частицы грязи будут осаждаться под входными местами. Вследствие этого сопловые каналы, чувствительные к загрязнениям, реже нагружаются частицами грязи и уменьшается возможность ухудшения пропускной способности канала.

На фиг. 1 не показаны опорные участки, предназначенные для того, чтобы насаживать устройство в колонне на несущий кронштейн. Такие опорные участки целесообразно выполнять в виде элементов трубчатой или колпачковой формы, припаянных к нижней стороне распределительных труб 2.

Распределительные трубы 2 можно также изготовлять из экструдированных пластмассовых труб. На фиг.3 показан такой пример исполнения: стеклянные патрубки 3 вставлены в предусмотренные для них отверстия и зафиксированы уплотнительным кольцом 35. Другим возможным для применения материалом является вместо пластмассы керамика.

Как показано на фиг. 4, к каждой распределительной трубе 2 может быть присоединено больше одного ряда сопл 3. В изображенном примере исполнения сопла 3 расположены со сдвигом, кроме того, они установлены под углом, а не перпендикулярно.

Заявленное распределительное устройство может быть выполнено многозвенным, в котором отдельные его части соединены с возможностью разъема. На фиг. 5 показано такое соединение 6 распределительной трубы 2 с соплами 3 и с подводящей трубой 4. Патрубок 20 трубы 2 соединен с патрубком 40 второй трубы 2б. В состав соединения 6 входят следующие элементы: верхняя часть 60 и нижняя часть 61, которые свинчены резьбовым элементом, промежуточный элемент 62, два уплотнительных кольца, посредством которых края обоих патрубков 20 и 40 уплотнены снаружи, а кроме того, обеспечивается плотное соединение вместе с промежуточным элементом 62. Для колонн большого диаметра распределители необходимо проектировать в виде составного устройства.

Диаметр выходных отверстий 31 в соплах составляет около 0,3-10,0 мм. Целесообразно свободно выступающую длину сопл 3 выбирать в диапазоне 10-15 мм.

Заявленное распределительное устройство является особенно применимым для колонн с упорядоченно структурированной набивкой. В таких колоннах сопла выполняют таким образом, чтобы соответственно участкам набивки отдельные зоны сопл были одинаковыми или в значительной мере одинаковыми с точки зрения распределения жидкости или газа. В краевой зоне получаются обычно отклонения от равномерного распределения.

Заявленное распределительное устройство состоит целиком из стекла или из стекла и, например, пластмассы, оно не содержит металлических частей. Колонны с такими распределительными устройствами особенно пригодны для массообмена между газом и жидкостью, когда одна из этих фаз или обе они содержат вещество, оказывающее коррозионное воздействие на металлы. Разумеется, в такой колонне узлы тоже должны состоять из материалов, инертных по отношению к обрабатываемым материалам.

Распределительное устройство для абсорбционной колонны состоит из системы распределительных труб (2, 4) и сопл (3) для жидкостей или газов. Выпускные отверстия сопл целесообразно расположить на одинаковом уровне. По меньшей мере частично сопла изготовлены из одинаковых кусков (3) стеклянной трубы. Каждое выпускное отверстие имеет край, который представляет собой образованную фрезерованием, а в остальном необработанную кромку или совсем необработанную кромку стеклянного облома. Задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать инертное распределительное устройство, пригодное для коррозионных жидкостей, воздействующих на металлы, и позволяющее обеспечить одинаковые скорости выпуска из всех распределительных сопл или их части. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Распределительное устройство для абсорбционной колонны с системой распределительных труб (2, 4) и соплами (3) для жидкости или газа, причем выпускные отверстия (31) сопл распределены на одинаковом уровне, отличающееся тем, что по меньшей мере часть сопл изготовлена из одинаковых кусков (3) стеклянной трубы, а каждое выпускное отверстие имеет край, который представляет собой образованную фрезерованием, а в остальном необработанную кромку или совсем необработанную кромку облома стекла. 2. Распределительное устройство по п.1, отличающееся тем, что куски (3) стеклянной трубы нанесены на по меньшей мере одну стеклянную распределительную трубу (2) путем пайки, а после нанесения отфрезерованы на одинаковую длину. 3. Распределительное устройство по п.2, отличающееся тем, что подводящая труба (4) и система распределительных труб (2) образуют единый узел, изготовленный из стекла. 4. Распределительное устройство по п.2, отличающееся тем, что оно выполнено многозвенным, причем его части (2, 4) соединены между собой с возможностью разъема. 5. Распределительное устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что диаметр сопл (3) находится в диапазоне около 0,3 - 10,0 мм. 6. Распределительное устройство по одному из пп.1 - 5, отличающееся тем, что куски (3) стеклянной трубы имеют свободно выступающий участок длиной около 10 - 15 мм. 7. Распределительное устройство по одному из пп.1 - 6, отличающееся тем, что куски (3) стеклянной трубы размещены в распределительной трубе (2) так, что их входные места находятся в центральном участке трубы. 8. Колонна, имеющая распределительное устройство, отличающаяся тем, что распределительное устройство выполнено согласно одному из пп.1 - 7, причем распределительное устройство имеет упорядоченно структурированную набивку и сопла (3), которые выполнены так, чтобы участкам набивки соответствовали отдельные зоны сопл, одинаковые с точки зрения распределения жидкости или газа и участия большинства сопл. 9. Колонна по п.8, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью массообмена между газом и жидкостью, которые подводятся в набивку при помощи распределительного устройства, при этом жидкость оказывает коррозионное воздействие на металлы, а набивка состоит из инертного по отношению к жидкости материала. 10. Распределительное устройство по одному из пп.1 - 7, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью осуществления сорбции, причем посредством распределительного устройства вносится первая жидкость или газ в колонну, заполненную второй жидкостью.