Тепломассообменный контактный аппарат Советский патент 1986 года по МПК B01D3/22 C12F1/00 

Изобретение относится к aiiiiapaTyi)iioму оформлению тенломасеообменных процессов в системах газ (пар) - жидкость и может быть иснользовано в нищевой, химической и смежных с ними отраслях иромьииленности, иреимушественно, для получения спиртов.

Цель изобретения -- интенсификация массообмепа путем рационального перераснределепия жидкости в переливном устройстве и снижения ноперечной неравномерности на тарелках но жидкости и нару.

На фиг. 1 представлен тенломассообменный контактный анпарат, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - то же, вариант расположения leрегородок с односторонней фиксацией.

Аннарат включает вертикально уетановленный цилиндрический корнус 1, внутри которого расноложены тарелки 2 с контактными сетчатыми перфорированными элементами 3, а также сегментные переливные устройства 4 с вертикально укренленными нрофилированны.ми нерегородками 5., образованными участками цилиндрических новерхностей, основания которых представляют собой концентрично расположенные окружности с центром, находящимся за корпусом апнарата на нроходящей через нереливное устройство 4 продольной оси тарелки, и диаметром наибольшей из них, не превышающим внутренний диаметр корпуса аппарата. Контактные элементы 3 могут быть выполнены также в виде колпачков, клапанов, просечек разной формы (не показаны).

Аппарат работает еледующим образом.

Иеходная смесь постунает в корнус 1, где подвергается разделению на составляющие компоненты посредством перекреетноточного взаимодействия восходящего потока газовой (паровой) фазы с жидкостью, движущейся по тарелке 2. После прохол дения рабочей части тарелки 2 проконтактировавщая жидкость сбрасывается в переливное устройство 4, снабженное вертикальными профилированными нерегородками 5. При взаимодействии жидкостного потока с перегородками 5 ироисходит его отраженне к периферии переливного устройстЕШ, следствием чего является устранение максимума расхода жидкости в центре входного участка нижележан ей етупени контакта, образованной следующей тарелкой 2, а также увеличение притока жидкой фазы в пристенные области рабочей части тарелки 2 и ликвидация застойных зон в указанных областях. Одновременно устраняются условия возникновения каналов светлой жидкости в нанравлении слива вдоль осевой линии тарелки 2. В конечном итоге это нриводит к снижению поперечной неравномерности на тарелке 2 и приближению ее работы к режиму идеального вытеенения по жидкости.

наиболее выгодному для эффективного разделения единичной ступени контакта и аппарата в целом. Это особенно важно для достижения высокой чистоты получаемого проду кт а.

Изобретение может быть использовано в аппаратурном оформлении тепломассообменных нроцеесов щирокого спектра соотношений нагрузок по жидкой (L) и газовой (паровой) (G) фазам. При больших значениях отношения L/G, что обычно имеет место в процессах, осуществляемых под давлением, целесообразно использовать монотонное уменьшение уровня верхних кромок перегородок но мере их удаления от линии

слива. Для вакуумных процессов наиболее целесообразно увеличение уровня верхних кромок, поскольку относительные нагрузки по газу (пару) возрастают, что создает условия для интенсивного каплеобразования. При незначительных скоростях газа

(пара) в аппарате неравномерность ввода жидкости сравнительно невелика, в связи с чем удовлетворительная работа контактных ступеней обеснечивается посредством установки перегородок с односторонней

фиксацией, позволяющей практически вдвое сократить расход листового металла. С увеличением скорости движения легкой фазы и нарастанием неравномерности на входе тарелок появляется необходимость в использовании перегородок с двойной фиксацией,

обеспечивающих, более устойчивую компенсацию эффекта кривизны переливных устройств.

Перегородки переливных устройств, образованные участками цилиндрических поверхностей, основания которых предетавляют собой концентрично расположенные окружности с центром, находящиеся за корпусом аппарата на проходящей через переливные устройства про.тольной оси тарелки и диаметром наибольп ей из них, превыщающим внутренний диаметр корпуса аппарата, интенсифицируют массообмен нуте.м рационального перераспределения жидкости в переливном устройстве и снижения неравномерности на тарелках по жидкости и нару. При этом жидкость отражается в переливном устройстве к периферии вследствие обратной кривизны перегородок. При незначительных нагрузках по фазам в работе участвуют участки, непосредственно прилегающие к линии слива. С ростом нагрузки по газу (пару) кинетическая энергия проконтактировавшей жидкости и ее разбрызгивание увеличиваются, и в работу включается вся длина нерегородок. Приток жидкости на входе в тарелки уменьшается в пристенных участках в широкое диапазоне нагрузок по

фазам.

В случае превышения диаметром перегородок внутреннего диаметра корпуса аппарата форма перегородок приближается по

своей геометрии к плоскости и массообмен становится менее интенсивным.

Формула изобретения

Тепломассообменный контактный аппарат, нреимущественно для получения спиртов, содержащий вертикально установленный цилиндрический корпус и расположенные внутри него тарелки с контактными элементами и сегментные переливные устройства с вертикально укрепленными перегородками, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена путем рационального перераспределения жидкости в переливном устройстве и снижения поперечной неравномерности на тарелках по жидкости и пару, перегородки каждого переливного устройства образованы участками цилиндрических поверхностей, основания которых представляют собой концентрично расположенные окружности с центром, находящимся за корпусом аппарата на проходящей через переливное устройство продольной оси тарелки и диаметром наибольщей из них, не превыщающим внутренний диаметр корпуса аппарата.

5

2

-5 5

риг.1

.3