Насадочная колонна Советский патент 1983 года по МПК B01D53/20 

2.Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что диаметры стаканов по высоте колонны последовательно уменьшаются снизу вверх,

3.Колонна по п. 1, отличающаяся тем,- что диаметры стаканов по высоте колонны последовательно уменьшаются сверху вниз.

4.Колонна по п.. 1, отличающаяся тем, что различные диаметры стаканов чередуются по высоте колонны.

5.Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что каждый

стакан выполнен в виде многогранной призмы.

6.Колонна по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый стакан выполнен в виде полой усеченной пирамиды.

7.Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что каждый стакан выполнен в виде полого усеченного конуса.

8.Колонна по п. 1, о т л и ч ая с я тем, что насадка собрана из нескольких пакетов.

НАСАДОЧНАЯ КОЛОННА, включающая корпус, разделенный по высоте горизонтальными-перегородками . на секции, каждая из которых снабжена коаксиальными перфорированными стаканами с раэмев|еннрй между ними насадкой, отличающаяся тем, что, с целью повьааения фракционирующего действия колонны за счет увеличения числа контактных зон, приходящихся на одну и ту же высоту колонны, и за счет регулирования плотности орошения и допустимой скорости паров, а также.с целью упрощения монтажа, демонтажа и технического обслуживания, диамет-. ры и высота стаканов с насадкой выполнены перемеНЕвдми по высоте колонны.. со СО сд 00 о

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической npONajuineHHoCTH, а также к другим областям народного хозяйства, где применяются насадочные аппаратуры и в частности, может быть использов но при ректификации мазута под вакуумом. .

Известка насадочная колонна, вклчающая корпус, разделенный по высоте горизонтальными перегородками на секции, каждая из которых снабжена коаксиальными перфорированными стаканами с размещенной между ними насадкой С 1 3При данном конструктивном выполнении колонны процесс монтажа внутренних устройств является по-секционным, т.е. секции последовательно устанавливаются одна на другую. Кроме того, в пространство между двумя коаксиальными перфорированным стаканами при монтаже секции укладывается насадка. Монтаж такой конструкции является процессом сложным и требует длительного времени.,

Многим устройствам, например внуренним стенкам стаканов, распределительным плитам и др. нельзя провести осмотр и обслуживание, если высота зоны, разделяющей секции, менее 500 мм. Если это расстояние 500 мм и более, то для эффективной работы аппарата требуется большая высота и большой рабочий объем колонны, что нерационально. Тем более что в этой зоне происходит слабый массообмен между жидкостью и газом.

Переменные по высоте нагрузки по парам и жидкости требуют более гибкой конструкции колонны.

Таким образом, недостатками данной конструкции являются нерациональное использование рабочего объема колонны, наличие малоэффективной зоны при аксиальном движении газа

в колонне, сложность и неудобство монтажа, демонтажа и технического обслуживания внутренних устройств колонны.

Цель изобретения - повышение фракционирующего действия колонны з счет увеличения числа контактных зон, приходящихся на одну и ту же высоту колонны, и за счет регулирования плотности орошения и допустимой скорости паров, а также упрощение монтажа, демонтажа и технического обслуживания внутренних устройств аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в насадочной колонне, включающей корпус, разделенный по высоте горизонтальными перегородками на секции, каждая из которых снабжена коаксиальными перфорированными стаканами с размещенной между ними насадкой, диаметры и высоты стаканов с насадкой выполнены переменными .по высоте колонны.

Целесообразно, чтобы диаметры стканов по высоте колонны последовательно уменьшались снизу вверх.

Целесообразно, чтобы диаметры стаканов по высоте колонны последовательно уменьшались сверху вниз.

Различные диаглетры стаканов чередуются по высоте колонны.

Каждый КЗ стаканов может быть выполнен в виде многогранной призмы или в виде полой усеченной пирамиды или в виде полого усеченного конуса.

Насадка может быть собрана из нескольких пакетов.

На фиг. 1 изображена насадочная колонна, продольный разрез; на фиг. 2 - ра.зрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - аксонометрическое изображение насадочной колонны; на фиг. 4 насадочная колонна с диаметрами стаканов, уменьшающимся сверху вниз

на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - насадочная колонна с диаметрами стаканов, уменьшающимися снизу вверх; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - насадочная колонна, в которой различные диаметры стаканов чередуются по высоте колонны; на фиг. 9 - разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. 10 - насадочная колонна, в которой -стаканы выполнены в виде полого усеченного конуса; на фиг. 11 - разрез Д-Д на фиг. 10.

Колонна состоит из корпуса 1, внутри которого размещены горизонтальные перегородки 2, выполненные с отверстиями 3 для прохода пара (газа ) и с рядами отверстий 4 для перетока жидкости. Отверстия для прохода пара в перегородках выполнены чередующимися либо в центре, либо на периферии перегородки. На горизонтальных перегородках установлены коаксиальные перфорированные стаканы 5 круглого или квадратного сечения. Стаканы на каждой секции собраны из-пакетной насадки 6, работающей в перекрестном токе массообменивающихся фаз..В зависймости от типа и ее конструкции стаканы могут быть выполнены в виде полых тел, таких как цилиндр, усеченный конус или усеченная пирамида или многогранная призма.

Колонна работает следующим образом.

Поток пара 7 на контактную секцию насадки поступает через центральное отверстие 3 в. горизонтальной перегородке 2 и направляется к внутренней полости стакана 5. Пар эту насадку проходит в радиальном направ 1ении и контактирует со стекающей через отверстия 4 в горизонтальной перегородке на насадку жидкостью 8. После контакта пар через периферийное отверстие в верхней перегородке поступает на следующую секцию, где изменяет свое направление на аксиальное и контактирует с жидкостью. Далее процесс теплообмена между паром и жидкостью повторяется .

Насадочная колонна с контактными секциями переменного диаметра и с переменными высотами стаканов по высоте колонны позволяет повысить фракционирующую способность. Повышение фракционирующего действия ко лонны обеспечивается большим числом контактных секций при одной и той же высоте колонны по сравнению с прототипом. Это объясняется тем, чт обычно нагрузки по парам и жидкости в ректификационных колоннах и, в особенности, в сложных с боковыми выводами отгонов и циркуляционными орошениями по высоте колонны являются переменными. В соответствии

с этим переменные по высоте и диаметру стаканы контактных секций позволяют снизить потребную рабочую высоту колонны и увеличить число секций.

Так, например, в прототипе в условиях равных диаметров и высот стаканов всех секций и одного и тог же типа насадки при увеличении нагрузки по пару кверху аппарата верхние секции колонны работают неэффективно, так как на этих секциях нагрузки по парам выше допустимых нагрузок. Если нагрузки по парам уменьшаются, то верхние секции прототипа также работают неэффективно ниже допустимых нагрузок работы данного типа насадки.

В предлагаемой конструкции за счет переменных высот и диаметров стаканов секций обеспечивается регу лирование сечения прохода паров на каждой секции, тем самым, обеспечиваются оптимальные гидродинамические характеристики применяемого типа насадки по всей высоте колонны

Так, при последовательном снижении высоты и уменьшении диаметра стаканов кверху аппарата колонна эффективно работает при снижающихся нагрузках по пару кверху аппарата.

Колонна с последовательным увеличением высоты и диаметра стаканов кверху аппарата эффективно работает при увеличивающихся нагрузках по пару.

Колонна с чередующимися изменениями высот и диаметров стаканов по высоте колонны эффективно работает при чередующихся по высоте колонны нагрузках по пару и жидкост Особенно такое расположение стаканов удобно в полных ректификационных колоннах.

Выполнение стаканов контактных секций в Колоннах в виде полых усеченных конусов или пирамид позволяет более рационально использовать рабочий объём колонны и увеличивает диапазон устойчивой работы аппарата

Кроме обеспечения допустимых нагрузок по парам на каждой секции колонн, предлагаемый аппарат позволяет регулировать плотность орошения насадки на каждой секции за счет изменения диаметров или толщины стаканов и, соответственно, площади орошения насадки.

Таким образом, предлагаемая насадочная колонна по сравнению с прототипом йоэволяет более рационально использовать рабочий объем колонны обеспечивает эффективную и надежную работу как простой, так и сложной ректификационной колонны даже при переменных по высоте колонны жидкостных и паровых нагрузках. Рацио,нально приме1.ение предлагаемой конструкции в условиях больших объемов и низкой плотности орошения, например при ректификации мазута под глубоким вакуумом.

Выполнение стаканов из пакетной нассшки из сетчатой полосы, в свою /1очередь, позволяет упростить монтаж и демонтаж конструкций колонны, а выполнение в горизонтальных перегородках люков-лазов упрощает обслуживание, текущий ремонт и осмотр конструкций без разбора элементов конструкции внутри колонны.

Фёг.(

Фуг.

dff

r-r