Абсорбционная колонна Советский патент 1983 года по МПК B01D53/18 

4: СО Изобретение относится к абсорбционным колонная для очистки газов, загрязненных, например, парами фено ла, и может Найти применение в химичейкой промышленности, прЬмыиСТё ности строительных материалов и ряд других областей народного хозяйства В настоящее время очистка газовы выбросов производится абсорбцией фенола из газа с последующей прокальной абсорбента, Известен одноступенчатый массообменный аппарат, включающий корпус снабженный штуцерами для подвода. и отвода газа, массообменные решетк с. насадкой и глухие газораспределительные собирательные тарелки 1 Недостатками этого аппарата явля ются повышенные материалы и- энергое кость, низкая эффективность, слоясность создания комплактного многосекционного аппарата более эффектив ного, чем односекционный, при очист низкоконцентрированных газовых выбр сов, например, в минераловатном производстве методом водной абсорбцией возможность брызгоуноса абсорбента с высоким содержанием улавливаемых примесей. Известна колонна с псевдоожиженной шаровой орошаемой насадкой, выполненная в виде вертикального корпуса цилиндрического или прямоугольного сечения, по высоте которо го размещаются контактные решетки с насадкой небольшого удельного веса 2 . Недостатками данного устройства являются низкая эффективность, обус ловленная рециркуляцией абсорбента по всей колонне, возможность брыэго уноса абсорбента с высоким содержанием улавливаемых примесей. Наиболее близким к изобретению является секционированный абсорбционный аппарат, включающий корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, решетки с насадкой и газораспределительные тарелки, расположенные поочередно по высоте абсорбента и образующие отдельные кон туры рециркуляции абсорбента, осуще ствляемой электронасосами 3J . Недостатком известного устройства, являются значительные непроизводительные энергозатраты на рециркуляцию абсорбента во всех замкнуты контурах, рециркуляции. Целью изобретения является снижение энергозатрат на рециркуляцию повышение эффективности очистки газ за счет массопередачи между тарелка ми и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа. Указанная цель достигается тем, что в абсорбционной колонне, содержащей корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, решетки с насадкой и газораспределительные тарелки с патрубками для прохода газа, расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркуляции абсорбента, каждый патрубок для прохода газа снабжен коническим элементом, установленным на расстоянии от верхнего торца патрубка, равном (0,19-0,31)d, где d - диаметр патрубка-. Целесообразно угол раскрытия выб ирать в пределах 70-30°. Скорость в кольцевом зазоре газораспределительной тарелки выбирается экспериментальным путем такой, « чтобы исключить перелив абсорбента с тарелки в нижележащий контур рециркуляции абсорбента и обеспечить орошение расположенной выше насадки за счет кинетической энергии газа, В еличина скорости зависит от плотно сти абсорбента и составляет для воды 10-12 м/с. .На фиг, 1 Изображена абсорбционная колонна, обший вил; на фиг, 2 разрез А-А на фиг, 1. Абсорбционная колонна содержит КОРПУС 1, снабженный патрубками для подвода 1 и отвода 3 газа. Патрубок 3 соединен с. каплеотстойником 4, . Цо высоте колонны расположены поочередно маслообменные решетки 5 с йасадкой б глухие газораспределительные тарелки 7, образуя самостоятельные контуры рециркуляции абсорбента, причем контуры соединены между собой регулируемыми переливами 8. Патрубки 9 газораспределительных тарелок 7 снабжены коническими элементами 10 с углом раскрытия конуса 70-90, которые установлены в патрубки 9 газораспределительных тарелок 7 с помощью металлических стоек 11, -- Абсорбционная колонна работает следующим образом. Газ поступает через патрубок 2 в корпус и проходит в противотоке с абсорбентом вверх по колонне последовательно через see замкнутые контуры рециркуляции абсорбеята. При этом газы ПРОХОДЯТ через кольцевой зазор между верхней кромкой патрубков 9 газораспределительных тарелок 7 и основанием конического элемента 10 со скоростью 10-12 м/сек, У ровень абсорбента на газораспределительной тарелке 7 поддерживается на уровне верха патрубков 9 с тем, чтобы ее избыток, стремясь перелиться в расположенный ниже контур рециркуляции, захватывался потоком газа и транспортировался на массообменную решетку 5, расположенную выше, где в режиме псевдоожижения происходит основное взаимодействие газа с абсорбентом. По мере накопления абсорбента на массообменной решетке 5 часть его стекает на тарелку 7, Избыток. абсорбента в количестве около 0,5% рециркулирующего в контуре отводитс с глухой тарелки в нижележащий замкнутый контур при помощи регулируе мого перелива. Установление конического элемент на расстоянии от верхнего торца пат рубка, равном (С,19-0,31)d , тде d- диаметр патрубка, подтверждается экспериментальными данными, приведе ными в таблице. Из таблицы следует, что уменьшение высоты кольцевого зазора привод к резкому увеличению гидра влическог сопротивления газораспределительной тарелки и не оказывает заметного влияния на эффективность работы псевдоожиженной насадки. Увеличение же кольцево.го зазора влечет за собо проскок жидкой фазы через тарелку в нижележащей контур рециркуляции и осушение паровой насадки (в таблице - прочерк).: V| - скорость газа в свободном сечении колонны, м/с VT - скорость газа в кольцевом зазоре, м/с. Угол раскрытия конуса элемента выбран в пределах 70-90, так как при значении угла раскрытия более 90 большая часть потока газанаправлена на стенки адсорбционной колонны, а не на массообменную решетку, расположенную выше. При значении угла раскрытия менее 70 при заданной высоте кольцевого з.азора проходное сечение на уровне верха п трубков газораспределительной тарелки и нормальное, по отношению к направлению движения газа по-колонне может быть значительно сужено, что повлечет увеличение сопротивления газораспределительной тарелки и абсорбционного аппарата в целом. Из верхнего замкнутого контура очищенный газ проходит через каплеотбойник 4 и через патрубок 3 выбрасывается в атмосферу. Благодаря высокой скорости газа в зоне между газораспределительной тарелкой 7 и массообменной решеткой 5 абсорбент интенсивно диспергируется и вместе с его транспортом происходит процесс массообмена. Массообменная эффективность каждой ступени контакта при этом увеличивается на 25-25%.Это позволяет при прочих равных условиях значительно повысить эффективность абсорбционного аппарата или же уменьшить количество ступеней контакта, что в свою очередь, уменьшает сопротивление аппарата, а следовательно, и энергозатраты на транспорт газа. Благодаря рециркуляции абсорбента за счет кинетической энергии очищаемого газа исключается необходимость установки циркуляционных насосов (как правило сдвоенных). При практически одинаковых энергозатратах на транб- . .порт абсорбента установка становится менее громоздкой. Отпадает необходимость в помещении для установки На- сосов.

1. АБСОРБЦИОННАЯ КоЛОННА, содержащая корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, решет-г ки с насадкой и газораспределительные тарелки с патрубками для прохода газа, расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркуляции абсорбента, от.личающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат На рециркуляцию и повышения эффектйиности очистки газа за. счет массопередачи в зоне между тарелками и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа, каждый патрубок для прохода газа снабжен коническим элементом, установленным на расстоянии от верхнего торца патрубка, равном (О,19-0,31)d, гдеd - диаметр пат§ рубка. 2. Колонна по п. 1, о т л и ч а(Л ю щ а я с я тем, что угол раскрытия конуса равен 70-90°.

1,6

ее

«

11 ,

.- - -

- -.

0,13

85 63 0,19 0,25

50 55 30 0,31 0,37