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

2, Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что вертикальные перегородки выполнены в виде коаксиальных цилиндров.

3. Колонна по п, 1, отличающаяся тем, что вертикальные перегородки выполнены в виде многогранных призм.

1. НАСАДОЧНАЯ КОЛОННА, имеющая корпус, разделенный на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода жидкости, установленные на перегородках переточные устройства с гидрозатворами, отличающаяся тем что, с целью увеличения эффективности тепломассообмена секции путем многократного контактирования массообменивающихся фаз, она снабжена установленными на расстоянии от корпуса вертикальными глухими перегородками, верхняя часть которых соединена-с горизонтальной пе{зегородкой с гидрозатвором вьшележащей секции, а нижняя часть - с горизонтальной перегородкой, размещенной под горизонтальной перегородкой с гидрозатвором нижележащей секции. (Л to со со 4j со

Изобретение относится к аппаратам для проведения тепломассообмен ных процессов в системах газ (пар) жидкость, в частности ректификации и адсорбции, и может быть использо вано в нефтеперерабатывающей, химической, газовой и пищевой промышленности. Известна насадочная колонна, имеющая корпус, разделенный на газопроницаемые секции с горизонталь ными перегородками с отверстиями для прохода жидкости и установленные на них переточные устройства с гидрозатворами Г Недостатками да:нной конструкции являются ограниченная эффективност массообмена, определяемая временем контакта фаз в секции насадки, нерациональное использование большого объема колонны для распределе ния жидкости по наСадке с помощью гидрозатворов и неравномерность орошения насадки из-за ограниченно го числа распределителей жидкости. Целью изобретения является увеличение эффективности тепломассообмена секции путем многократного контактирования массообменивающихся фаз, обеспечивающегосостояние близкое к равновесному, Поставленная цель достигается тем, что насадочная колонна, имеющая корпус/ разделенный на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода жидкости, и установленные на них переточные устройства с гидрозатворами, снабжена установленными на расстоянии от корпуса вертикальными глухими перегородками, верхняя часть котор соединена с горизонтальной перегородкой с гидрозатвором вышележащей секции, а нижняя часть - с горизонтальной перегородкой, разме щенной под горизонтальной перегородкой с гидрозатвором нижележащей секции. Целесообразно, чтобы вертикальные перегородки были выполнены в виде коаксиальных цилиндров, Целесообразно, чтобы вертикальны перегородки были выполнены в виде многогранных призм. На фиг. -1 показана насадочная колонна, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 насадочная колонна, выполненная с перегородками в виде коаксиальных цилиндров или многогранных призм, разрез, Насадочная колонна имеет корпус 1, внутри которого расположен слой насадки 2, ограниченный со стороны и выхода пара газопроницаемыми стенками 3, Слой насадки разделен на секции горизонтальными перегород ками 4 с отверстиями 5 для прохода и распределения жидкости по насадке. Секции ограничены глухими вертикальньми перегородками 6 и разделены на контактные ступени дополнительными горизонтальными перегородками 7 со сливнойпланкой 8 и отверстиями 5 для прохода, и распределения жидкости по насадке. Между секциями установлен переток в виде труб 9 с гидрозатворами 10, Вертикальные глухие перегородки образуют со стенками корпуса 1 сегментные каналы 11 для прохода пара и имеют отверстие 12 для входа пара в верхнюю часть секции и отверстие ТЗ для выхода пара из нижней части секции. Горизонтальные перегородки 7 образуют с вертикальными перегородками 6 чередующиеся отверстия 14 для прохода пара в контактные ступени. Колонна работает следующим образом. Газ (пар) противотоком по сегментному каналу 11 входит через отверстие 12 в верхнюю часть секции , Затем пар контактирует в перекрестном токе с жидкостью, стекающей по насадке 2, и через чередующиеся отверстия 14 прямотоком направляется в очередную контактную ступень. Пройдя поочередно все контактные ступени секции, пар через отверстие 13 входит в канал 11 и противотоком движется в очередную секцию. Жидкость, стекая по насадке 2, контактирует с паром в перекрестном токе в контактных ступенях, распределяется на горизонтальных перегородках 4 и 7 и равномерно стекает через отверстия 5 на нижележащие слои насадки. При скачкообразном изменении производительности колонны по жидкости избыток

ее переливается на нижнюю ступень через трубу 9.

Разделение секций на контактHfcjfe ступени в сочетании с противопрямоточно-перекрестным током пара и равномерное распределение жидкости позволяет увеличить эффек тивность массообмена с достижением состояния, близкого .к равновесному

Проводился расчет по определению эффективности разделения секци на контактные ступени. В качестве базового объекта была принята ректификационная колонна для разделения бензол-толуольной фргисции.

Технологическая .характеристика колонны.

Производительность по

сьфью, кг/ч21400

Давление в колонне,

ата1,25

Массовая доля отгона 0,4

Массовая доля низкокипящего компонента в

сырье0,49

Массовая доля низкопипящего компонента

в дистилляте0,955

Массовая доля низкокипящего компонента

в остатке0,04

Коэффициент избытка

теплоотвода1;21

Для расчета эффективности тарелки или секции с контактными ступенями в качестве анализируемой была принята 13-я тарелка базового объекта с приходящими на нее потоками пара Ci, и жидкости g,

Для этой тарелки (секции) рассчитывались расходы низкокипящего «компонента (G,,, g-,-) через принятые массообменные эффективности по 0 отдельным ступеням секции. Расчетные уравнения следующие;

Е 1

in -fn+t - ,

-тС,

tn

t

m.

пЯГ п-1П+-1

5

где E,

массообменные эфfti Oi G.

fn.V фективности;

Цп in+1 81} г ,т -1расходы низкокипящего компонента, В

0 паре и жидкости на соответствующих контактных ступенях/

С. расходы низкокипяg

in щего компонента в

5 паре и жидкости при достижении равновесия, потоков (определялись по изобарам) .

0

Результаты расчета приведены в таблице.