Устройство для распределения фаз Советский патент 1983 года по МПК B01D53/18 B01D3/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗ

Изобретение относится к распределительным устройствам для распределения легких . продуктов (жидкости или газа) в аппараты колон ного типа, которые заполнены более тяжелым продуктом (жидкостью), и может использоваться, в частности, в качестве газораспределительного устройства для абсорберов со сплошным барботажным слоем.

По основному авт. св. № 793619 известно устройство для распределения, фаз, которое состоит из пластин, установленных под углом друг к другу н образующих прямые и перевернутые жеяоба с отверстиями (щелью) в веришнах. Желоба жестко прикреплены к Г-образному элементу с прорезями в нижней части 1.

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная работа его при изменении нагрузок по газовой и жидкой фазам в широком диапазоне. Это объясняется тем, что при резком увеличении расхода газа возрастает динамическое сопротивление отверстий в вершинах перевернутых желобов, ,, вследствие чего под распределительным устройством образуется слой газовой фазы, что приводит к проходу ее через переливные ще-.

ли в прямые желоба. Это вызывает нарушение организации потоков фаз и приводит к неравномерному распределению их по сечению ко5 ;лонны. Увеличение высоты распределительного устройства является нецелесообразным,так как . увеличивается его металлоемкость и снижается полезный объем аппарата. Увеличение отверстий в верщинах обратных желобов также

10 нецелесообразно, так как при уменьшении нагрузки по газовой фазе резко снижается скорость его в отверстиях и наблюдается провал жидкой фазы через них и часть отверстий начинает работать в качестве переливных, что снижает эффективность распределения фаз.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет расширения диапазона ,- устойчивой работы.

Поставленная цель достигается тем, что каждый перевернутый желоб снабжен вставкой, установленной на расстоянии от его стенок и повторяющей форму желоба, при этом она выполнена с отверстием в вершине, соосным отверстию желоба. Соотношение площадей желоба и вставки ставляет 1,5-3/1. На фиг. I приведено предлагаемое распределятельное устройство, общий вид; на фиг. 2 -- то же, вид сверху; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - желоба. Распределительное устройство состоит из пластин 1, установленных под углом друг к другу и образующих прямые 2 и перевернутые 3 желоба со щелью 4 и отверстиями 5 в . Желоба жестко прикреплены к Г-образному элементу б, который также жестко прикреплен к стенке колоьшы 7, образуя кольцевой канал 8. Г-образный элемент имеет прорези 9. Внутри перевернутых желобов 3 установлена на расстоянии (с зазором) 10 от их стенок вставка 11, копирующая Профиль желоба и имеющая отверстия 12 в верпшнах, которые выполнены соосно отверстиям 4 перевернутого желоб 1лощадь отверстий желоба и вставки составляет 1,5-3/1. Каждое последующее распределительное уст ройство повернуто относительно предьщущеГР на 90°. Устройство работает следующим образом. Газ, поднимаясь по колонне, пакапливается в полостях вставки 11, образуя газовый слой. Вьлсота этого слоя за счет наличия кол девого канала 8 и прорезей 9 равномерно перераспределяется По всем вставкам, чем обеспечгтается последующее, его равномерHopf распределе1ше через отверстия 12 и 5 по сечеш1ю аппарата. Вследствие того, что площадь отверстий вставки меньще площадей отверстий перевернутого желоба, газ распределяется в объем жидкости над распределительным устройством в виде тонких струек, что повышает зффекгавность ступени. Часть жидкости может перетекать через отверстия 5 и зазор 10, что- способствует ;урбулизации и дроблению газовой струйки. При .резком возрастании расходов газовой фазы высота газового слоя также возрастает за счет увелкчеьшя Д1шамического сопротивле ния отверстий 12 вставки, и происходит пере ток его (газа) через зазор 10 к отверстию 5, что предотвращает оголение распределитель ного устройства и сохраняет организащ1Ю потоков фаз. К тому же струйное истечение газовой фазы через отверстия 12 и 5 при нормальном режиме и турбулентное истечение ее через зазор 10 и оуверстня 5 при повыше ных нагрузках способствует более эффективн му распределению газовой фазы в объем жид кости над распределительным устройством. При снижении расхода газа высота газового слоя падает, и истечение газа происходит в выщележащий объем в виде тонких струек. Проконтактированная с газом жидкая фаза скапливается в полостях прямых желобов 2 и через щели в их верщине равномерно распределяется по всему сечению аппарата в объем над нижележащим распределительным устройством. Для более равномерного распределения фаз по сечению аппарата и увеличения зффекта контактирования между ними последующее распределительное устройство ,развернуто на 90° по отношению к предьщу|щему. Исследования проводятся на модельной системе раствор сульфита натрия - воздух и показывают, что при увеличении нагрузки по газовой фазе до 30% по сравнению с прото- . типом зффективность ступени увеличивается в среднем на 11%. В результате исследований выявилось, что оптимальное соотношение площадей отверстий перевернутого желоба и вставки составляет 1,5-3/1. При меньшем соотношении распределительное устройство остается инерционным к изменению нагрузки и наблюдаются случаи его оголения. При увеличении соотношения эффективность распределения газовой фазы снижается за счет выхода больших пузырей газовой фазы (меньшей эффективности дробления). Таким образом, предлагаемая конструкция распределительного устройства позволяет по сравнению с прототипом расширить диапазон эффективной работы его и позволяет применять его устройство в колоннах, подверженных резким колебаниям газовой фазы, -в частности в качестве газораспределительного/ устройства в абсорбере утилизации сдувочных газов в производстве аммиака - М. Ожидаемый зкономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции составляет 27000 руб. Формула изобретения 1. Устройство для распределения фаз по авт. св. № 793619, отличающеес я тем, что с целью повышения его эффективности за счет расщирения диапазона устойчивой работы, каждый перевернутый желоб снабжен вставкой, установленной на расстоянии от его стенок и повторяющей форму желоба, при этом она выйолнена с отверстием в вершине, соосным отверстию желоба.

1003877

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 793619, кл. В 01 D 53/18, 1979.