Устройство для конденсации паров Советский патент 1985 года по МПК B01D3/00 

Изобретение относится к аппаратурному офоЕ.1лению процессов конденсации паров и охлаждения парогазовых смесей и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промьпиленности.

Известно контактное устройство, содержащее дефлектор в виде усеченного конуса, приемные карманы и концентрические обечайки, каждая из которых на одном из торцов снабжена распределительным диском с образованием щелевых каналов flj.

Известно также конденсационное устройство, содержащее, многощелевой распределитель жидкости, состоящий из нескольких патрубков с распределительными элементами, и кольцевой сборник жидкости С2 1 ,

Недостатком известных конструкций конденсационных устройств является тоf что.в случае конденсации паров с начальной температурой,значительно превышающей температуру конденсации, в начале зоны контакта пара с охлаждающей жидкостью происходит резкое снижение температуры пара, сопровождающееся интенсив.ным испарением охлаждающей жидкости и резким изменением объема паровой фазы. Это приводит к нарушению гидродинамического режима в зон контакта пара с жидкостью, ухудшению условий тепло- и массообмена и, как следствие, неполной конден.сации пара.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет стабилизации режима конденсации.

Для достижения поставленной цели в устройстве для конденсации паров включающем многощелевой распределитель жидкости, состоящий из нескольких патрубков с распределительными элементами, и расположенны под ним кольцевой сборник жидкости центральный канал кольцевого сборника выполнен в форме сопла, состоящего из конфузорной я диффузорной частей круглого сечения, а распределительный элемент последнего по ходу жидкости патрубка расположен в его узком сечении.

На чертеже изображено устройство для конденсации паров, общий вид.

Устройство включает корпус 1 с установленным по оси многощелевым распределителем 2 жидкости, состоящим из нескольких патрубков 3с распределительными элементами 4. Под ним расположен кольцевой сборник 5 охлаждающей жидкости и конденсата, образованный корпусом 1 и центральным каналом 6 для прохода пара, выполненным в виде сопла,состоящего из конфузорной и диффузорной частей круглого сечения. Сборник 5 снабжен штуцером 7 для слива о хлаждающей жидкости и конденсата. В зауженное сечение центрального ка.нала для прохода пара входит последний патрубок 8 распределителя 2 с разбрызгивающ.ям устройством 9 (например, в виде форсунки и т.п.).

Устройство работает следующим образом.

Охлаждающая жидкость (ею может быть и охлажденный конденсат паров) подается в многощелевой распределитель 2 жидкости, откуда вытекает под действием установившегося в нем статического напора жидкости в виде каскада пространственных пленок жидкости, перекрывающих все сечение аппарата. Достигнув стенок корпуса 1, жидкость сливается по ним в сборник 5, оттуда выводится через штуцер 7 в смеси с конденсатом пара. Поток перегретого пара или парогазовой смеси (например, из реактора) подается в аппарат снизу и проходит через центральный канал б сборника 5 жидкости. В зауженное сечение канала б впрыскивается охлаждающая жидкость с помощью патрубка 8 с разбрызгивающи устройством 9. При этом жидкость, испаряясь, охлаждает пар до температуры, близкой к температуре начала конденсации. Охлаж-. денный таким образом пар поступает в зону конденсации, где, встречаясь с пространственными пленками жидкости, полностью конденсируется на их поверхности. При этом конденсат пара смешивается с охлаждающей жидкостью и поступает в йборник 5 жидкости. Содержащийся в паре неконденсирующийся газ проходит через пленки жидкости вверх и уходит из зоны конденсации.

Придание центральному каналу кольцевого сборника формы сопла позволяет выровнять профиль парогазового потока перед пленками жидкости по сечению аппарата за счет .безотрывного растекания потока доль стенок диффузора и, тем салдам, стабилизировать гидродинамический режим работь конденсатора. Это приводит к увеличению коэффициента теплопередачи и более полному использованию поверхности жидкостных пленок в процессе тепломассообмена,

BnpoicK охлаждающей жидкости в узкое сечение сопла позволяет наиболее равномерно по всему объему снизить темпаратуру перегретого парогазового потока до температуры начала конденсации, что приводит к стаб. ЛИЗации режима конденсации в зоне контакта потока с пленками жидкости за счет предотвращения резких изменний Объема парогазовой смеси, происходящих в результате контакта высокотемпературного парогазового потока с холодной жидкостью.

Все это ведет к значительному увели 1ению эффективности работы конденсатора и, как следствие, снижению габаритов аппарата, расхода охлаждаю щей жидкости и затрат электроэнергии на циркуляцию хладагента.

Предлагаемое устройство для конденсации паров может использоваться в колонных аппаратах любых размеров. При использовании устройства в аппаратах малого диаметра (при небольших нагрузках по пару) может применяться одноэлементная конструкция устройства для конденсации паров. В аппаратах большого диаметра при больших нагрузках по пару может использоваться многоэлементная конструкция, включающая несколько секций малого диаметра, заключенных в общем корпусе 1 ,

Использование в качестве конденсатора в колонне в.ьщеления 1,4бутиндиола предлагаемого устройства позволяет за счет повышения эффективности снизить расход хладагента на 28%, т.е. до 50 , а за счет стабилизации температурного режима

0 и поля скоростей в зоне конденсации вследствие предварительного впрыска и подачи газа через насадок в виде сопла можно сократить диаметр колонны с 2,0 до 1,6 м. Кроме того, использование предлагаемого устройства для конденсации паров позволяет исключить из схемы дополнительный узел абсорбции фОЕмальдегида из смеси паров.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОВ, включающее многощелевой распределитель жидкости, выполненный в виде соосно расположенных патрубков с распределительными элементами, и расположенных под ним кольцевой сборник жидкости, отличающееся тем, что, с целью повьлиения эффективности процесса за счет стабилизации режима конденсации, центральный канал кольцевого сборника выполнен в форме сопла, состоящего из конфузорной и диффузорной частей круглого сечения, а распределительный элемент последнего по ходу жидкости патрубка расположен в его узком сечений. сл 4 0 со 00