Массообменная насадка для колонных аппаратов Советский патент 1985 года по МПК B01D53/20 B01D11/04 

1114 Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных про цессов в колонных аппаратах, работающих на системе жццкость жидкость, и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатьшающей, химической и других отраслях промьшшен ности. Известна массообменная насадка для колонных аппаратов, состоящая из рядов прямоугольн.ых пластин, наклоненных друг к другу со щелями в.вершинах углов Cl J Недостатком этой насадки является снижение эффективности при уменьшеНИИ нагрузок по фазам и при работе на легкоэмульгируемых жидкостях, обладающих низким межфазным натяжением. Эти недостатки обусловлены тем, что при временном снижении нагрузки, которое часто наблюдается по ряду причин при эксплуатации промьшленных экстракторов, уменьшается либо сопротивление сплошной фазы, либо объем дисперсной. В результате капли подойдя к щели, не успевают скоалесцировать и проскакивают через щели, подпорный слой не образуется, происходит провал жидкости, т.е. нарушает ся одно из непременных условий нормальной работы касадки и эффективность ее резко падает. При работе насадки на лсидкостях с низким межфазным натяжением образуются системы типа эмульсии с мелкими каплями, которые трудно коалесдируют и также проскакивают через щели без образования подпорного слоя. Цель изобретения - интенсификатдия процесса экстракидии путем устранения провалажидкости. Поставленная цель достигается тем в массообменной насадке для колонных аппаратов, состоящей из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг, к другу со щелями в вершинах уг лов, стороны пластин, образукщие углы со щелями для прохода дисперсной фазы, снабжены отбортовкой, направленной вертикально вниз и имекяцей вы соту, равную половине высоты пластин а кромки отбортовок снабжены зубцами, отогнутыми навстречу друг другу. На фиг.1 показана насадка, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 на фиг.З - график зависимости удерживающей способности от соотношения h/h на фиг.4 - график зависимости эффективности от суммарного расхода фаз при различных h/h. Насадка состоит из рядов прямоугольных пластин 1, отбортовок 2 и зубцов 3. Насадка работает следующие образом. Капли дисперсной фазы при движении (рассмотрен вариант, когда дисперсная фаза подается в колонну снизу) вверх по насадке попадают в область между отбортовкой 2 и наклонными пластинами 1 и накапливаются в ней до тех пор, пока не образуется подпорный слой, равный высоте отбортовок, затем дисперсная фаза переливается через отбортовку 2 пластин 1 и двигается навстречу струям сплошной фазы. Таким образом, в этом случае независимо от расхода фаз и их физических свойств устраняется проскок жидкости и обеспечиваются условия для коалесценции капель с обязательньш образованием минимального подпорного слоя заданной вьюоты, равной половине высоты пластин. Снабжение же отбортовок зубцами 3, отогнутыми навстречу друг другу, способствует дополнительному дроблению дисперсной фазы, увеличению поверхности контакта фаз, а также удлиняет путь, проходимый каплями, и, соответственно, увеличивает время контакта фаз и эффективность процесса экстракции. Доказательством значения соотношения высоты отбортовки, равной половине высоты пластины, служат экспериментальные данные. РТсследование проводят в лабораторном экстракторе поперечного сечения 0,17x0,20 м на модельной системе вода - бензойная кислота - дизельное топливо. В колонну помещают 10 рядов пластин с отбортовкой разной высоты. Ширина щелей для прохода сплошной и дисперсной фаз постоянная и равна 0,003м. Высота пластин 0,05 м, толщи на 0,003м. Расстояние между .рядами пластин 0,025 м. Результаты экспериментов представлены на фиг.3 и 4. Как видно из.фиг.З, удерживакицая способность растет с увеличением соотношений высоты отбортовки h к высоте пластин hj. На фиг.4 показана зависимость фактора эффективности Ф от суммарного расхода фаз при различных значениях h/hj, а на фиг.4 - зависи3,1142

мость коэффициента продольного перемешивания дисперсной фазы Е от ее расхода Vg . Анализ-фиг,3 и показывает, что наибольшие значения наименьшие Ед. характерны для насадки с соотношением h/lij 0,5. Исследование продольного перемешивания сплошной фазы показывает, что оно не зависит от h/hj.

Результаты исследований свидетельствуют, что наиболее эффективное оптимальное значение h/ha.0,5.

/}Таким образом, использование изобретения позволит исключить провал жидкости и стабилизировать работу насадки независимо от расхода и физических свойств фаз за счет обеспечения наклонных пластин отбортовкой увеличить эффективность процесса экстракции в зависимости от физических свойств фаз и рабочих нагрузок, на 3-10% благодаря увеличению , поверхности и времени .контакта фаз.

МАССООБМЕННАЯ НАСАДКА ДЛЯ КОЛОННЫХ АППАРАТОВ, состоящая из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу, со щелями в вершинах углов, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции путем устранения провала жидкости, стороны пластин, образующие углы со щелями.для прохода дисперсной фазы, снабжены отбортовкой, направленной вертикально вниз и имеющей высоту, равную половине высоты пластин, а кромки отбортовок снабжены зубцами, отогнутыми навстречу друг другу. i (Л

иг.2

/

Ы

0,2 о.ч аб

W

0.8

W

W20

W, /().

ФигЛ