Массообменный аппарат Советский патент 1987 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к массообменным аппаратам, предназначенным для ректификации, абсорбции, регенерации абсорбента, стабилизации нефти и сепарации газовых, жидких и газожидкостных смесей и может быть использовано для разделения разнообразных газовых и жидких смесей в нефтяной, газовой, нефтехимической, азотной, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена и снижение энергозатрат на процесс разделения газожидкостных смесей, а также снижение металлоемкости аппарата, сокращение длины вылета струи и увеличение производительности аппарата.

На чертеже представлен массообменный аппарат, продольный разрез.

Аппарат состоит из корпуса 1, к которому присоединен штуцер 2 для входа газа (сырья), штуцеры 3 для выхода газа, шту- JQ церы 4 для подачи свежего абсорбента или выхода продуктов разделения, штуцер 5 для вывода насыщенного абсорбента или продуктов разделения. Рядом вертикальных чередующихся перегородок б и 7 аппарат разделен на промежуточные 8 и основные 9 25 секции. Перегородка 6 имеет отверстия с вставленными в них патрубками 10, соединенными с распределителями (соплами) 11. Перегородка 7 имеет от верстия с вставленными в них приемными камерами 12, соеПриемная камера может быть выполнена в виде усеченного конуса или полусферы с гофрированными, гладкими или ребренными стенками. Величина конусности и радиусы скруглений полусферы зависят от условий разделения.

Масообменный аппарат работает следующим образом.

В корпус 1 через щтуцер 2 в первую основную секцию 9 подается газ с давлением 1,0-6,0 МПа. Через патрубок 10 и распределитель (сопла) 11 струи газа через первую промежуточную секцию 8 поступают в приемную камеру 12 следующей основной секции 9. При прохождении газовых струй через промежуточную секцию 8 газом захватывается абсорбент, находящийся в пространстве секции 8, образуя зону пониженного давления в секции 8. Вследствие снижения давления абсорбента в секции 8, абсорбент из третьей основной секции 9 по переточной трубе 15 поступает в первую промежуточную секдиненными с камерами смещения 13, кото- - цию В.- Захваченный струями газа абсоррые в свою очередь соединены с сепарирующим устройством 14. Между секциями, образуемыми чередующимися перегородками 6 и 7 установлены переточные трубы 15, проходящие сквозь предыдущую промежуточную секцию 8 и последующую основную секцию 9.

Сепарирующее устройство 14 представляет собой диффузор, циклонный сепаратор, вихревую трубку или улитку, тангенциально соединенные с камерой смещения 13. Основные и промежуточные секции аппарата разделены горизонтальными перегородками 16.

Аппарат может быть выполнен как в горизонтальном, так и в вертикальном расположении секции одна относительно другой. В зависимости от способа разделения, для обеспечения необходимых условий разделения ис ходное сырье при вертикальном исполнении аппарата может быть подаваться как снизу, так и сверху аппарата. Так, например, при избыточном высоком давлении исходной смеси (6,0-20,0 МПа) с целью использования ее давления для одновременного сжатия и перекачки абсорбента без насоса или получения легких газообразных продуктов разделения при высоких давлениях целесообразнее подача сырья сверху аппарата, и с целью обеспечения минимального снижения давления в аппарате - снизу.

0

5

Q 5

С целью обеспечения интенсификации массообмена устанавливают многоструйные сопла с общей приемной камерой и камерой смещения.

В зависимости от способа разделения и исполнения аппарата в вертикальном или горизонтальном исполнении патрубки входных сопел промежуточных секций, переточные трубы и камеры смещения могут быть выполнены в виде прямых или изогнутых труб.

Приемная камера может быть выполнена в виде усеченного конуса или полусферы с гофрированными, гладкими или ребренными стенками. Величина конусности и радиусы скруглений полусферы зависят от условий разделения.

Масообменный аппарат работает следующим образом.

В корпус 1 через щтуцер 2 в первую основную секцию 9 подается газ с давлением 1,0-6,0 МПа. Через патрубок 10 и распределитель (сопла) 11 струи газа через первую промежуточную секцию 8 поступают в приемную камеру 12 следующей основной секции 9. При прохождении газовых струй через промежуточную секцию 8 газом захватывается абсорбент, находящийся в пространстве секции 8, образуя зону пониженного давления в секции 8. Вследствие снижения давления абсорбента в секции 8, абсорбент из третьей основной секции 9 по переточной трубе 15 поступает в первую промежуточную сек цию В.- Захваченный струями газа абсор

бект вместе с газом поступает в приемную камеру 12 второй основной секции 9, далее в камеру смещения 13 второй основной секции 9, где за счет контакта фаз с разными давлениями и интенсивного вихреобра- зования при превращении части кинетической энергии газа в потенциальную с одновременной ее передачей абсорбенту происходит эффективное смещение и масообмен между газом и жидкостью. Газожидкостная смесь из камеры смещения 13 поступает в сепарирующее устройство 14, где разделяется на газовую и жидкую фазы.

Газ уже с более низким давлением на 0,1-0,2 МПа поступает из второй основной секции 9 через патрубки 10 и распределитель 11 второй промежуточной секции 8, через вторую промежуточную секцию 8 в приемную камеру 12 третьей основной секции 9. При этом абсорбент из четвертой основной секции 9 по переточной трубе 15 поступает во вторую промежуточную секцию 8, а затем в третью основную секцию 9.

Аналогичным образом газ с абсорбентом проходят через все секции аппарата. В результате многократного контакта газа с абсорбентом, абсорбент обогащается целевыми компонентами и через штуцер 5 выводится из аппарата. Очищенный газ выводится через щтуцеры 3. Ввод свежего абсорбента осуществляется в последнюю основную секцию 9 через штуцеры 4.

Формула изобретения

емной камере устройства для контакта газа с жидкостью, и аппарат снабжен переточными трубами, соединяющими промежуточную секцию каждой предыдущей ступени с основной секцией каждой последующей ступени.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что с целью снижения металлоемкости аппарата, сокращения длины вылета струи и снижения энергетических затрат на процесс раз1. Массообменный аппарат, состоящий из разделенного перегородками на ступени корпуса с переточными трубами и входными и выходными щтуцерами, каждая из ступеней которого содержит распределители жидкости

газа, установленные за ними устройство для 10 деления, каждая камера смещения основных контакта газа с жидкостью и сепарирую- секций аппарата соединена с сепарирующим щее устройство, отличаюш,ийся тем, что, с целью интенсификации процесса масообмена и снижения энергетических затрат на процесс разделения газожидкостных смесей, каждая ступень разделена перегородками на основную и промежуточные секции, и распределитель газа, выполненный в виде патрубка, соединенного с соплом, размещен в перегородке, установленной в каждой промежуточной секции, а устройство для контак- 20 камеру смешения.

та газа с жидкостью, выполненное в виде5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем,

приемной камеры, снабженной камерой сме-что, с целью увеличения производительности

щения, расположено в перегородке, установ-аппарата, каждая основная и промежуточленной в каждой основной секции, при этомная секции снабжены горизонтальной перераспределитель газа установлен соосно при- городкой, разделяющей их.

15

устройством, выполненным в виде диффузора.

3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарирующее устройство выполнено в виде циклонного сепаратора.

4.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарирующее устройство выполнено в виде улитки или вихревой трубки с тангенциальным вводом газожидкостной смеси в

емной камере устройства для контакта газа с жидкостью, и аппарат снабжен переточными трубами, соединяющими промежуточную секцию каждой предыдущей ступени с основной секцией каждой последующей ступени.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что с целью снижения металлоемкости аппарата, сокращения длины вылета струи и снижения энергетических затрат на процесс разделения, каждая камера смещения основных секций аппарата соединена с сепарирующим камеру смешения.

деления, каждая камера смещения основных секций аппарата соединена с сепарирующим камеру смешения.

устройством, выполненным в виде диффузора.

3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарирующее устройство выполнено в виде циклонного сепаратора.

4.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарирующее устройство выполнено в виде улитки или вихревой трубки с тангенциальным вводом газожидкостной смеси в

Изобретение относится к масообмен- ным аппаратам, предназначенным для ректификации, абсорбции, регенерации абсорбента и др., и позволяет интенсифицировать процесс массообмена и снизить энергозатраты на процесс разделения газожидкостной смеси. Аппарат состоит из корпуса 1 со штуцерами 2,3,4 и 5 для ввода и вывода газа и жидкости. Рядом вертикальных чередующих перегородок 6 и 7 аппарат разделен на промежуточные 8 и основные 9 секции. Перегородка 6 имеет отверстие с вставленными в них патрубками 10, соединенными с распределителями (соплами) 11. Перегородка 7 имеет отверстия с вставленными в них приемными камерами 12, соединенными с камерами смешения 13, которые соединены с сепарирующим устройством 14. Между секциями, образуемыми чередующимися перегородками 6 и 7, установлены переточные трубы 15, проходящие сквозь предыдущую промежуточную секцию 8 и последующую основную секцию 9. Сепарирующее устройство 14 представляет собой диффузор, циклонный сепаратор, вихревую трубку или улитку, тангенциально соеди- ненные с камерой смешения 13. Основные и промежуточные секции аппарата разделе- ны горизонтальными перегородками 16. V/ 4 з.п.ф-лы, 1 ил. 1ЧЭ 00 о to ел оо