Абсорбер с подвижной насадкой Советский патент 1985 года по МПК B01D53/18 

о

1чЭ

4

05 Изобретение относится к конструкциям колонных массообменных аппаратов, предназначенных для очистки воздуха от химических веществ, в частности для очистки воздуха от капролактама в производстве синтетических волокон. Известен абсорбер с подвижной насадкой, содержащий вертикальный корпус с горизонтально установленными ситчатыми тарелками, ороситель, брызгоуловитель и патрубки для ввода и вывода газа и жидкоети 1. В данном абсорбере каплеуловитель (сепаратор брызг) выполнен жалюзионного типа и монтируется в аппарат как самостоятельное изделие. Известно, что отдельные жалюзи в сепараторе такого типа располагаются одна от другой на сравнительно небольщом расстоянии (10-20) мм. Поэтому количество жалюзей в брызгоуловителе очень велико, что повыщает трудоемкость его изготовления и значительно повышает металлоемкость. Недостатки брызгоуловителей жалюзионного типа - высокая стоимость и большая металлоемкость. Кроме того, абсорбер с жалюзиопным сепаратором надежно улавливает капли жидкости при скорости газа 4,5 м/с, однако если скорость газа выше, то наблюдается вторичный унос капель жидкости. Известен также абсорбер с подвижной насадкой, содержащий вертикальный корпус с горизонтально установленными ситчатыми тарелками, ороситель, патрубки ввода и вывода фаз и брызгоуловитель 2. В известном абсорбере установлен брызгоуловитель центробежного типа и лопастной завихритель, закручивающий восходящий поток газа. При закрученном движении газа возникает центробежная сила, которая отбрасывает капли на стенку. Капли жидкости с большой скоростью ударяются о -.-, 2™1е±™Тро Гс, JT, Часть наиболее мелких капель захватывается восходящим потоком газа и уносится из аппарата. Так происходит вторичный унос жидкости из абсорбера. Вынос капель орошающей жидкости нежелателен, а часто недопустим, так как понижается степень очистки газа в абсорбере, поскольку часть насыщенной вредным веществом жидкости уносится с газом из аппарата, присутствие в отходящем из абсорбера газе вредных веществ в виде мелких капель снижает его чистоту; из-за уноса теряется абсорбент и поглощенный им продукт; испарение уносимых капель, насыщенных химическим веществом, загрязняет воздущный бассейн и вытяжной вентилятор из-за действия капельного дождя с агрессивным продуктом подвергается интенсивной коррозии, что резко снижает срок его службы. Для снижения уноса капель жидкости диаметр корпуса известного аппарата в зоне каплеуловителя принят по величине больщим, чем в рабочей зоне. Цель изобретения - снижение металлоемкости и повышение степени очистки газа путем устранения уноса абсорбента. Эта цель достигается тем, что в абсорбере с подвижной насадкой, имеющем вертикальный корпус с горизонтально расположенными ситчатыми тарелками, ороситель, патрубки для ввода и вывода фаз и брызгоуловитель, последний выполнен в виде герметично прикрепленных к корпусу кольца и диска, соединенных обечайкой по внутреннему диаметру кольца,. образуя с корпусом кольцевой канал, разделенный перегородкой, причем кольцо имеет вырез для входа газа, расположенный по одну сторону перегородки, а диск имеет вырез для выхода газа, расположенный по другую сторону перегородки. В предлагаемой конструкции организовано упорядоченное движение газа по кольцевому каналу. Газ входит в кольцевой канал снизу у перегбродки и, совершив в нем один оборот, выходит вверх через окно в диске. При этом для отделения капель жидкости максимально используется кривизна корпуса аппарата, длина которого может быть определена по известной формуле 1л .ГО. Например, для диаметра аппарата, равного D 3,2 м (такого же, как у известного), длина кривизны (окружности) внутренней поверхности корпуса равна LH 3,14 X X 3,2 10 м. Это полная длина окружности, а с учетом вырезов для входа и выхода газа длина кривизны корпуса в зоне кольцевого канала составит 0,7 LK 7 м. В известном абсорбере с таким же диаметром (3,2 м) зазор между завихрителем и корпусом составляет L 0,5 м. Следовательно, при одинаковой величине центро бежной си- . яеяст.„я этой силы в „ред.агаеMOM устройстве будет больше, чем в известг. ном в - -Q 14 раз, т.е. на порядок больше. Степень определения капель в предлагаемой конструкции намного выше, чем в известной. С другой стороны гидродинамика процесса сепарации в предлагаемом абсорбере вообще исключает вторичный унос жидкости. Как указано выще, газ и капли жидкости движутся в горизонтальном кольЦ вом канале в одном направлении. Под действием центробежной силы капли жидкости смещаются к периферии и осаждаются на поверхности корпуса. Причем осаждение капель жидкости происходит под острым углом к поверхности корпуса, что значительно уменьц)ает дробление капель, чем при лобовом ударе, как это имеет место в известном устройстве. После осаждения капель жидкости на корпусе жидкость, прижатая к стенке корпуса центробежной силой, продолжает движение по стенке корпуса по направлению движения газа. В кольцевом канале по длине корпуса последовательно расставлены уловители (карманы) для жидкости. Поэтому отсепарированная жидкость тут же попадает в карманы, а из них в окна корпуса, затем по трубам стекает вниз на нижерасположенную тарелку. Противоточное движение газа и отсепарированной жидкости, характерное для известного устройства, в предлагаемом исключено. Газ на длинном горизонтальном криволинейном пути движения полностью освобождается от жидкости и выходит вверх через вырез в диске. Таким образом, в предлагаемом устройстве исключен унос из аппарата насыщенных улавливаемым продуктом капель жидкости. Это значит, что в атмосферу не попадают вредные химические вещества, они возвращаются в производственный цикл. Этим достигается повышение степени очистки газа в абсорбере. В предлагаемой конструкции нет необходимости в увеличении диаметра аппарата в зоне брызгоуловителя. Это снижает массу этой зоны по сравнению с известным устройством. Но основное снижение массы зоны брызгоуловителя достигается за счет малой высоты рассматриваемой зоны в предлагаемой конструкции. На фиг. 1 представлен предлагаемый абсорбер, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 с частичным вырывом; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; на фиг. 5 - раз. рез В-В на фиг. 4. Абсорбер с подвижной насадкой содержит вертикальный корпус 1 с горизонтально установленными ситчатыми тарелками 2, ороситель 3 и патрубки 4 и 5 для ввода и вывода газа, патрубки 6 и 7 для ввода и вывода жидкости. Над верхней тарелкой-2 герметично к корпусу 1 прикреплены кольцо 8 и диск 9, соединенные между собой обечайкой 10, наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру кольца, а кольцевой канал 11, образованный корпусом 1, обечайкой 10, кольцом 8 и диском 9 разделен перегородкой 12. Кольцо 8 имеет вырез 13 для входа газав кольцевой канал 11. В -корпусе предусмотрено окно 13 для выхода отсепарированной жидкости из кольцевого канала 11. Диск 9 имеет вырез 14 для выхода i аза из канала 11 и окно 15. Отсепарировапная жидкость стекает на нижерасположенную тарелку 2 по желобку 16 и далее через отверстие 17 стекает на тарелку 2. Для захвата жидкости к корпусу 1 у окна 15 закреплен карман 18, куда попадает жидкость перед выходом в окно 15. На каждой ситчатой тарелке 2 размещен слой подвижной насадки 19 из вспененного полистирола. Абсорбер размещен на опоре 20. Абсорбер с подвижной насадкой работает следующим образом. Орощающая жидкость подается в абсорбер через патрубок 6 и распределяется по сечению с помощью оросителя 3. Жидкость смачивает насадку 19 из легких пластмассовых шаров на верхней ситчатой тарелке 2 и, проваливаясь вниз, смачивает такую же насадку на нижней ситчатой тарелке 2. Далее жидкость стекает в нижнюю часть абсорбера и отводится из аппарата через патрубок 7. Газ с примесями капролактама подается в патрубок 4 и проходит вверх через отверстия нижней ситчатой тарелки 2, ожижая насадку 19, где.осуществляется контакт газа с жидкостью в трехфазном потоке и поглощение капролактама водой, далее газ поднимается на верхнюю ситчатую тарелку, где процесс очистки газа повторяется. восходящий поток газа имеет больщую скорость, часть капель жидкости, насыщенная поглощаемым продуктом, уносится. Эту жидкость необходимо отделить и возвратить в процесс. Для этого поток газа с каплями жидкости направляется в вырез 13 в кольце 8 и далее движется по кольцевому каналу 11. В результате движения потока по криволинейному пути возникает центробежная сила, которая отбрасывает капли жидкости на поверхность корпуса аппарата. На корпусе 1 закреплены карманы 18, которые оказываются на пути движения отсепарированной жидкости. Благодаря приобретенной скорости жидкость попадает в карманы 18, а из них через окно 15 стекает по трубчатому каналу, образованному желобком 16, и через отверстие 17 - на нижерасположенную тарелку 2. Отделение капель происходит на длинном криволинейном пути, действие центробежной силы достаточно продолжительное, что обеспечивает практически полное отделение жидкости от газа. При общем однонаправленном движении газа и отсепарированной жидкости осуществляется непрерывной отвод этой жидкости из зоны движения газа, что исключает вторичный контакт газа с жидкостью и вторичный унос этой жидкости. Такая гидродинамика процесса позволяет полностью освободить газ от жидкости, т.е. исключить унос насыщенной капролактамом жидкости. В результате достигается повышение степени очистки газа в абсорбере. Причем эффект достигнут без расширения корпуса аппарата в зоне сепарации и при малой высоте этой зоны, за счет чего сн 1жена металлоемкость аппарата. Предлагаемый абсорбер отличается простотой конструкции.

/1-А

5-6

/

/.

..

г

Газ

Фиг.г

Фиг.д

АБСОРБЕР С ПОДВИЖНОЙ НАСАДКОЙ, имеющий вертикальный корпус с горизонтально расположенными ситчатыми тарелками, ороситель, патрубки для ввода и вывода фаз и брызгоуловитель, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения степени очистки газа путем устранения уноса абсорбента, брызгоуловитель выполнен в виде герметично пр.икрепленных к корпусу кольца и диска, соединенных обечайкой по внутреннему диаметру кольца, образуя с корпусом кольцевой канал, разделенный перегородкой, причем кольцо имеет вырез для входа газа, расположенный по одну сторону перегородки, а диск имеет вырез для выхода газа, расположенный по другую сторону перегородки. S (Л с

В-В

Фиъ.Ч

Фиг.5