Тепломассообменная колонна Советский патент 1983 года по МПК B01D3/20 B01D3/32 

Изобретение относится к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ жидкость, в .частности к абсорбционным и ректи фикационным колоннам, и может быть использовано а химической, нефтеперерабатывающей, газовой и пищевой отраслях промышленности. Известна тепломассообменная колон на, включающая корпус, внутри которо го размещена насадка, разделенная на слои перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и ограниченная наклонными газопроницаемыми стенками образующими со стенками корпуса проходы для газа С ) Недостатком известной колонны является ограниченная эффективность ма сообмена вследствие того, что на каж дой ступени контакта газ проходит сравнительно небольшой путь, не более диаметра колонны. Следовательно, на этом небольшом пути создается невысокое число контактов взаймодейстч ВИЯ газа с жидкостью. Кроме того, на личие свободной зоны над насадкой (зона расположения гидрозатворов) приводит к байпасированию части таза без эффективного контакта с жидкостью, а это резко снижает число контактов и, следовательно, такте огра ничивает эффективность массообмена н каждой контактной ступени. Целью изобретения является Новышение эффективности массообмена за счет увеличения пути газа в -пределах одной контактной ступени, повышение числа контактов взаимодействия газа с жидкостью и регулирование плотноети орошения по высоте колонны. Поставленная цель достигается тем что тепломассообменная колонна, включающая корпус, внутри которого размещена насадка, разделенная на слои перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и ограниченная наклонными газопроницаемыми стенками, образующими со стенками корпуса прохо ды для газа, она снабжена установленной на расстоянии от корпуса вертикальной перегородкой, проходящей через горизонтальные перегородки, отверстия которых расположены симмет рично относительно вертикальной перегородки, а газопроницаемые стенки соединены с корпусом, вертикальной и горизонтальными перегородками. Причем отверстия для прохода rsapa (газа) в гори,зонтальных перегородках выполнены в виде секторзв. На фиг.1 показана предлагаемая колонна, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - тепломассообменная колонна, на каждой секции которой расположены два секционированных по жидкости слоя насадки; на фиг.5 разрез В-В на фиг. на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг. на фиг.тепломассообменная колонна со сплошным слоем насадки; на фиг.8 - разрез Д-Д на фиг.7; на фиг.9 - тепломассообменная колонна со слоями насадки, выполненными как сплошными, так и секционированными по жидкости. Тепломассообменная колонна состоит из корпуса 1, внутри которого расположена насадка 2, разделенная горизонтальными перегородками 3 ивертикальной перегородкой Ц с боковым отверс тием для прохода пара (газа). Горизонтальные перегородки 3,выполнены с секторним отверстием 5 для прохода Лара (газа), причем отверстия 5 выполнены симметрично относительно глухой верти кальной перегородки k. Для создания равномерного орошения горизонтальные перегородки имеют отверстия для прохода жидкости 6 и сливную перегородку 7 Для обеспечения усреднения свойств пара (газа) после каждого контакта с жидкостью на насадке слои насадки выполняются секционными по вертикали и каждая секция отделена от другой свободной зоной В.. Со стороны входа газа насадочные слои (секции) ограничены газопроницаемой стенкой 9 выполненной, например, в виде решетки или из просечно-вытяжных листов. I Со стороны выхода газа секции насадки ограничены газопроницаемой стенкой 10, выполненной в виде газонаправляющей решетки, например, жалюзийного типа, отклоняющей поток газа, в .целях сепарации из него капель жидкости, на стенку корпуса колонны. Для более рационального использования рабочего объема колонны газопроницаемые стенки 9 и 10 установлены наклонно. Колонна снабжена глухой перегородкой 11 с боковым отверстием 12. Тепломассообменная колонна работает следукщим образом. Газ (пар) через секторное отверстие 5 в горизонтальной перегородке 3 поступает в насадку 2 и, двигаясь в перекрестном токе по отношению к пото ку жидкости, взаимодействует с последНИИ на поверхности насадки. После прохождения, насадки газ поступает в свободную зону. 8, где происходит его перемешивание, что приводит к усреднению свойств газа после контакта с жидкостью.,Далее газ через газопроницаемую перегородку поступает в следующую секцию насадки и контакт газа с жидкостью повторяется. Газ выходит из секций насадки контактной сТ|упени через газопроницаемую стенку 10 с направляющими элеменхами, ударяется о стенку корпуса колонны и кап ли жидкости, унесенные газом из насадки, сепарируют из потока газа. Затем газ через секторное отверстие в вышерасположенной горизонтальной перегородке поступает на следующую кон тактную ступень. Жидкость на секции насадки поступает через отверстия в вышерасположенной горизонтальной перегородке под действием напора, создаваемого сливной перегородкой 7. Преимущества предлагаемой тепломассос менной колонны по сравнению с известной следующие. Увеличивается путь газа на одной контактной ступени за счет разделени насадки по оси колонны вертикальной, глухой перегородкой 11 с боковым от верстием 12 для прохода газа. Эта пе регородка обеспечивает Прохождение газа по кольцу корпуса и путь газа становится больше, чем путь гада в известной. Газ пройдя больший путь, чаще контактирует с жидкостью, следовательно число контактов взаимодействия газа с жидкостью увеличится. .Вертикальное секционирование насадки и отделение одной секции от другой свободным.пространством обеспечивают перемешивание газа после каждого контакта с жидкостью, «ем самым усредняют свойства газа. Увеличение пути газа на каждой контактной ступени, а также усреднение свойств газа .после каждого контакта на контактной ступени обеспечивает высокую эффективность массообмена на каждой контактной ступени и в целом аппарата. Использование тепломассообменной колонны с перекрестным током массообменивающихся фаз (пар/газ) - жидкость в насадке в сочетании с уаеличеинмн числом контактов взаимодействия газа с жидкостью на каждой контактной cry пени и с возросшим временем прохожде ния газа одной контактной ступени, а также в сочетании с обеспеченным усреднением свойств ваза после каждого контакта с жидкостью позволяет повысить эффективность тепломассообмена наса дочной колонны и надежность ее работы.

I«

,1

Gvf

Фи9.7

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ КОЛОННА,. содержащая корпус, в котором размещена насадка, разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости и ограниченная наклонными газопроницаемыми стенками, образующими со стенками корпуса проходы для пара (газа);, отличающаяся тем что, с целью повышения эффективности массообменна за счет увеличения пути пара (газа) в пределах одной контактной секции и повышения числа контактов взаимодействия пара (газа) с жидкостью, она снабжена установленной на расстоянии от корпуса вертикальной перегородкой, проходящей через горизонтальные перегородки, отп верстия которых расположены симметрично относительно вертикальной перегородки, а газопроницаекше стенки соединены с корпусом, вертикальной и горизонтальными перегородками. 2. Колонна по п.1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что отверстия для прохода пара (газа) в горизонтальных перегородках выполнены в виде сектора.