Роторная массообменная колонна Советский патент 1983 года по МПК B01D3/30 

J.

N

4

00 ОО

1. РОТОРНАЯ МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА, включающая вертикальный корпус с коаксйально установленными вдоль его оси контактными элементами, выполненными в виде усеченных прямых и обратных конусов, последовательно соединенных основаниями, отличающаяся тем, что, с целью снижения брызгоуноса и повышения производите.льности, каждый обратный конус соединен большим основанием с .боковой стороной смежного с ним прямого конуса на расстоянии от меньшего основания прямого конуса с образованием отбойного борта. 2.Колонна поп, 1, о. тличaю щ а я с я тем, что она снабжена центральным валом с установленными на нем перфорированными стаканами, каждый из которых соединен с контактными элементами, 3,Колонна по п. 1, отлича(Л ю щ а я с я тем, что контактные элементы выполнены из сетчатого полотна.

Фи1.1

Изобретение относится к роторным колоннам для проведения процессов массообмена, например абсорбции, ректификации н т.п.

Известна роторная массообменная колонна, включающая корпус с валом с закреп.ти.ннымн на нем контактными ступенями, с контактными телами виде отбортованных цилиндрических стенок, коаксиально установленных вокруг перфорированных стаканов, оснащенных переточными устройствами и насадкой в виде сетки, размещенной в пространстве между отбортованными цилиндрическими стенками, В известной роторной массообменной колонне повышена эффективность массообмена за счет дополнительного дробления фаз 1.

Недостатками такой колонны являются усложнение конструкции контактных тел, увеличение массы ротора, повышенное гидравлическое сопротивление колонны, йаличие брызго;уноса, все это снижает производителность колонны.

Известна роторная массообменная колонна, включающая вертикальный копус с коаксиально установленными гвдоль его оси контактными элементами, выполненными в виде усеченных прямых и обратных конусов, последовательно соединенных основаниями С2

Однако она не обладает достаточной производительностью, а при применении системы кольцевых газопроводящих и контактных камер со сплошными стенками в колоннах с ротором устанавливается брызгоунос.

Цель изобретения - снижение брызгоуноса и повышение производительности колонны.

Цель достигается тем, что в роторной массообменной колонне, включающей вертикальный корпус с коаксиально установленными вдоль его . оси контактными, элементами, выполненными в виде усеченных прямых и обратных конусов, последователь«о соединенных основаниями, каждый обратный конус соединен большим основнием с боковой стороной смежного с НИМ прямого конуса на расстоянии от меньшего основания прямого конуса с образованием отбойного борта.

Колонна снабжена центральным валом с установленными на нем перфорированными стаканами, каждый из которых соединен с контактными элементами.

Кроме того.; контактные элементы, выполнены из сетчатого полотна.

На фиг. 1 изображена колонна, продольный по контактной ступени; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

РоторЕ ая массообменная колонна состоит из тзо тикального цил ндpичeкого корпуса .1 , внутри которого

размещен ротор, состоящий из вала

2и контактных с.тупеней, включающих распределительное устройство в виде перфорированных стаканов 3, контактных элементов в виде усеченных прямых и обратных конусов 4

и 5 из сетчатого полотна, смонтированных коаксиально на радиальных опорах, идущих от дна перфорированных стаканов 3. При этоМ; каждый обратный конус 5 соединен общим основанием с боковой стороной смежного с ним прямого конуса 4 на расстоянии от меньшего основания 6 прямого конуса с образованием отбойного борта 7. Эти борты предупреждают брызгоунос с контактной ступени жидкой фазы и обеспечивают напраление потока ее при переходе с поверхности внутри расположенного . конусного полотна на прилегающее полотно наружного конуса. Под каждой контактной ступенью размещены сливные патрубки 8, идущие от кольцевого кармана 9.

Роторная массообменная колонна работает следующим образом.

Жидкость (на фиг. 1 показано условно стрелками на левой части вертикальной проекции) поступает из кольцевого кармана 9 по сливному патрубку 8 в перфорированный стакан

3и затем выбрасывается под действием центробежной силы на внутреннюю поверхность обратного конуса 5 из сетчатого полотна, которым дробится на мелкие струи. Часть жидкости в виде струй пролетает до следующего, смежного прямого конуса 4, растекается по его поверхности и снова дробится на мелкие струи, проникающие через сетчатое полотно, и поступает на следующее аналогичное контактное тело и т.д. Часть жидкости, удерживаясь на поверхности сетчатого полотна силами сцепления под действием центробежных сил протекает по поверхности усеченных конусов, поддерживая ее смачивание все время обновленной жидкостью. Та как при движении жидкой фазы любой ее объем переходит по поверхности чередующихся усеченных конусов с большим и меньшим основаниями и с увеличивающимся размером радиуса по траектории своего движения с конуса на конус, то весь ее поток остается в ступени. Надежность перетока потока жидкой фазы с поверхности одного конуса на поверхность другого конуса обеспечивается бортом, так как попавший на него некоторый объем жидкой фазы, например его капли, под действием центробежных сил стремятся к периферии и создают некоторый препятствующий порог для отрыва струи жидкости с мест сопряжения конусных 1 :о гтакти1.1х

тел, напрарзляя ее на поверхность наружного конуса.

Далее, жидкая фаза с поверхности сетчатого полотна крайнего усеченного конуса поступает в кольцевой карман 9 и по сливному патрубку 8 подается на нижнюю ступень. Газ (пар ), поднимаясь снизу вверх, проходит в пространство между смежными конусами и распределяется на множество восходящих потоков, контактируя с мелкими струями и пленкой жидкости. Угол образующей конусов, а также размер ячеек сетчатого полотна выбираются в зависимости от состава обрабатываемой жидкой ,

ее физических свойств опытным путем.

В предлагаемой колонне -ввиду тоIo, что контактная поверхность выполнена в виде сетчатых усеченных конусов с образованием борта, брыьгоунос отсутствует. Эта колонна может обеспечить повышение производительности в 2 раза. При скорости газа в колонне 3 м/с и орошении 200 л/ч брызгоунос отсутствует, гидравлическоесопротивление составляет 56 Па при высоких значениях КПД.