Газлифтный массообменный аппарат Советский патент 1985 года по МПК B01D3/32 

:о ;о

4

:л ;л Изобретение относится к аппаратам, предназначенный для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость в химической, неф . TexHMi-n-iecKou и других отраслях пром ленности. Известен газлифтный аппарат, включающий корпус, штуцеры для ввода и вывода газообразных реагентов, газоподводящую трубу и газлифтную трубу в которой по высоте вьтолиены окна и размещены обтек тели, в поперечном сечении имеющие форму ромба и кольца П . Недостатком такого аппарата является налич в газлифтной трубекрупных газовых агрегатов, что снижает поверхность фазового контакта и интенсивность массообменных процессов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является газлифтный аппарат, вкл10ча ОЩШ1 корпус, штуцеры для ввода и вывода газообразных реагентов, газоподводящую трубу и газлифтную трубу с размещенными в ней тарелками с отверстиями в которые снизу вставлены патрубки с отверстиями в стенках zj , Установка в газлифтной ;трубе та релок с патрубками приводит к дробленизо больших газовых агрегатов и увеличеншо поверхности фазового контакта, Однако недостатком конструкции является наличие поперечной не- равномерности газосодержания потока в газлифтной трубе, приводящее к снижеггаю интенсивности массообменных процессов. :Большая неравномерность газосодержания приводит к тому, что масса жидкости находящаяся у стенки гaзJШфтнoй трубы, практически не участвует в процессе массообмена, интенсивность которого при зтом уменьшается. Цель изобретения - интенсификаци процесса за счет выравнивания газос держания газош-Щкостного потока. Указанная цель достигается тем, что в газлифтном массообменном аппарате,включающем корпус, шту церы для ввода и вьшода реагентов, газоподводящую трубу и центральную газлифтную трубу, в которой установлены газораспределители, кажды газораспределитель, вьшолнен в виде частично перекрывающих один дру гой усеченных перевернутых конусов и внутреннего конуса, причем-калздый усеченный конус, снабжен установленным в большом основании ограничителем в виде крестообразных пластин, расположенных под углом одна К другой. Отношение длины образующей усеченного конуса к диаметру газлифтной трубы составляет 2:10-1,5:10. При зтом конусы перекрьшают один другой на 1/3 своей длины. При восходящем движении газожид-КОСТНОЙ смеси в газлифтной трубе элементы газораспределителя - усеченные конусы и внутренний конус находятся во взвешенном состоянии. Ме)вду образующими элементов возникают кольцевые щели для прохода газа и жидкости, В вертикальном разрезе щель имеет наклон от центра к стенке газлифтной трубы, что заставляет газ двигаться в щели в том же направлении. Это приводит к уменьшению газосодержания в центральной част,и газлифтной трубы и его увеличению у стенки. Кроме того, если в какомлибо месте под газораспределителем локально увеличивается газосодержа,ние (т.е. уменьшается плотность среды), то в этом месте происходит опускание конусных элементов газораспределителя и щель закрывается. Газ устремляется к противополо,жкой стороне газораспределителя. Часть- га- / за успевает пройти в щель у противоположной стороны, но и здесь из-за уменьшения плотности среды щель заюрьшаетсяо При такой работе газораспределителя происходит дроблеш-ш крупных пузырей на более мелкие, что приводит к увеличеншо поверхкости фазового контакта. Во время работы газлифта элементы газораспределителя находятся в подвижном состоянии, всплывая илн опускаясь, поднятые с одной или другой стороны. Всем этим обеспегшвается выравнивание газосодержакия как по с.ечению газлифтной трубы, так и по ее объему, и дробление крупных пузырей, что в итоге -приводит к вовлечению в массообменный процесс всего объема жидкости, увеличению поверхности фазового контакта и, как следствие к увеличению интенсивности массообменных процессов. Крестообразные ограничители на верхних основаниях усеченные; конусов препятствуют уносу элементов газораспределителей, а наклонны плоскости увеличивают турбулизацию газожидкостного потока, что также способствует увеличению интенсивности массообменных.процессов. Отношение длины образующей усеченного конуса к диаметру газлифтно трубы не должно превышать 2:10, так как при превышении этого отношения возрастает сопротивление движению газожидкостной среды в газлифте; при уменьшении этого отношения менее 1,5:10 снижается эффективность переноса газа от оси к стенке аппарата. Перекрытие образующих конусных элементов более чем на 1/3 приводит образованию узких кольцевых щелей между элементами газораспределителя большим гидравлическим сопротивлекием, в результате чего степень газ перераспраделения по сечению газлифтной трубы падает. Если образующ перекрываются меньше чем на 1/3 их длины, наблюдается проскок через кольцевые щели больших газовых пузырей, что уменьшается поверхност фазового контакта в газлифте. На фиг.1 приведена принципиальная схема аппарата; на фиг.2 - газо распредешгтель; на фиг.З - выполнен усеченного конуса с ограничителем. Газлифтный аппарат состоит из ко пуса 1, штуцера ввода газообразного реагента 2 и штуцера 3 вывода продуктов взаимодействия , газоподводящей трубы 4, газлифтной трубы 5 и газораспределителей 6. Газораспределитель 6 состоит из усеченных конусов 7, внутреннего конуса 8 и ограничителей У в виде крестообразных пластин. Аппарат работает следующим образом. При подаче газа по трубе 4 в газлифтной трубе 5 начинается восходящее движение газожвдкостного потока. При движении отдельные газовые пузыри сливаются в большие газовые агрегаты, движущиеся вблизи оси газлифтной трубы. На газораспределителях 6 происходит перераспределение газосодержания .по сечению гaзJшфтa и дробление крупных агрегатов газа. На выходе из трубы 5 происходит сепарация газа и жидкости. Газ выходит из аппарата через штуцер 3, а жидкость по зазору между корпусом 1 и газлифтной трубой 5 возвращается в нижнюю часть аппарата. Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагае1-1ом аппарате осуществляется равномерное распредел ние газовой фазы по сечени о газлифтной трубы, .газосодержание в центре газлифтной трубы составляет , а у стенки - 40-50%, что обеспечивг ет увеличение интенсивности массообменных процессов на 11-15%.

Выход продуктов

Фиг А

1.ГАЗЛИФТНЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АШТАРАТ, включающий корпус, патрубки ввода и вывода реагентов, га:зоподводящую трубу и центральную газлифтную трубу, в которой установлены газораспределители, о т л ичающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет выравнивания газосодержания газожидкостного потока, каждый газораспределитель выполнен в виде частично перекрывающих один другой усеченных перевернутых конусов и внутреннего конуса, причем каядый усеченный конус снабжен установленньм в большем основании ограничителем в виде крестообразных пластин, .расположенных под углом одна к другой. 2. Аппарат поп.1, отличающийся тем, что отношение длины образующей усеченного конуса к диаметру газлифтной трубы составляет 2:10-1,5:10. (Л 3. Аппарат по пп. I и 2, о т л ичающийся тем, что конусы с перекрывают один другой на 1/3 своей длины. S