Тепломассообменная колонна Советский патент 1987 года по МПК B01D3/26 

Изобретение относится к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов и может использоваться в химической и смежных с ней отраслях промышленности, в частности для процессов ректификации, абсорбции, десорбции и охлаждения жидкости (газа) при непосредственном контакте.

Целью изобретения является интенсификация тепломассообменных процессов за счет повышения скорости газа и количества циркулирующей жидкости в зоне контакта.

На фиг. 1 изображена колонна, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Тепломассообменная колонна включает

ходит сепарационнй элемент 5 и приобре- taeT направленное многоструйное движение благодаря лопастям 6. При этом часть жидкости под действием инерционных сил достигает отбойный элемент 9 и посредством его

5 направляется в кольцевое пространство, образованное корпусом 1 и контактным патрубком 4, откуда по переливной трубе 15 отводится в гидрозатвор, образованный между переливной трубой 15 и дополнительной

10 трубой 13. Остальная часть жидкости после сепарационного элемента 5 транспортируется газовым потоком. Продвигаясь по высоте зоны сепарационный элемент 5 - бар- ботажная тарелка 3 выц1ележаш,его контактного устройства, газожидкостной поток посвертикальн корпус 1. Внутри корпуса разме- 15 тупает в брызгоуловитель 10 и приобретает шены по высоте контактные устройства 2, направленное движение за счет пластин 11. каждое из которых содержит барботажную Благодаря тому, что направление лопастей 3 с направляющим контактным пат- 6 сепарационного элемента 5 противополож- пубком 4 В верхней части контактного пат- но направлению пластин 11 брызгоуловителя Кубка 4 размец1,ен сепарационный элемент 5, JQ О- происходит возрастание крутки потока и обпазованный вертикальными однонаправ- увеличение эффекта инерционного осажде- пенными лопастями 6, которые закреплены ни- ния капель на пластинах 10 при натека- жним концом на кольце 7, верхним - на кону- ним на них газожидкостного потока. Разме- се 8 На расстоянии в зоне сепаратора и зазо- щение пластин 11 с перекрытием друг от- пом к КОРПУСУ установлен отбойный элемент 9. носительно друга устраняет проход потока В пространстве сепарационный элемент 5 - 25 без взаимодействия с пластинами 11, что таоеакаЗ вышележащего контактного устрой- повышает эффект выделения капель из по- ства размещен брызгоуловитель 10 в виде па- тока. Взаимодействие газожидкостного пото- кета наклонных однонаправленных пластин ка с пластинами 11 приводит к обра- 11 перекрывающихдругдруга. Пластины 11 зованию вращательного движения потока равномерно размещены нижним концом на ко- внутри брызгоуловителя 10. При этом нусе 8 сепарационного элемента 5, верхним 30 капли жидкости, как более тяжелая фаза, концом на корпусе 1 колонны. Боковые отбрасываются за счет инерционных сил на

внутреннюю поверхность пластин 11. Благодаря тому, что боковые кромки пластин 11 снабжены отбортовками 12, на внутренней поверхности пластин 11 образуется гидродинамически спокойная зона и капли жидкости, отброшенные на внутреннюю поверхность пластин 11, отделяются от газового потока. Выполнение отбортовок 12 профилированными по кривой выпуклостью внутрь обеспе35

кромки пластин 11 снабжены отбортовками 12, направленными внутрь устройства под острым углом к пластине 11, при этом от- бортовки 12 выполнены профилированными по кривой выпуклостью внутрь. Пластины 11 брызгоуловителя 10 имеют направление, противоположное направлению лопастей 6. Контактное устройство снабжено дополнительной трубой 13, жестко соединенной с конусом 8 сепарационного элемента 5 и заглуб- 40 ленной в стакан 14, закрепленный на бар- ботажной тарелке 3. Переливная труба 15 контактного устройства 2 расположена с зазором 16 относительно дополнительной трубы 13.

чивает обтекание газом пластин 11 без вих- реобразова ия, что создает благоприятные гидродинамические условия для осаждения жидкости на внутренней поверхности пластин 11. За счет н аклонного размещения пластин 11 жидкость, отсепарированная на

чивает обтекание газом пластин 11 без вих- реобразова ия, что создает благоприятные гидродинамические условия для осаждения жидкости на внутренней поверхности пластин 11. За счет н аклонного размещения пластин 11 жидкость, отсепарированная на

Устройство работает следуюш,им образом. 45 пластинах 11, стекает по их внутренней поВосходящий газовый поток из нижележащего контактного устройства 2 проходит через барботажную тарелку 3 и диспергирует жидкость, поступаюнгую на тарелку из цилиндрического стакана 15 гидрозатвора 13.

Благодаря тому, что газ имеет высокую скорость, в контактном патрубке 4 образуется высокотурбулизированный газожидкостной поток с непрерывно обновляющейся поверхностью контакта фаз, что приводит к ин50

верхности на конус 8 сепарационного элемента 5 и поступает в гидрозатвор, образованный между переливной трубой 15 и дополнительной трубой 13, откуда подается на барботажную тарелку 3. За счет того, что переливная труба 15 вышележащего контактного устройства заглублена с зазором 16 в гидрозатвор, накопления жидкости на конусе 8 не происходит и создается контур циркуляции жидкой фазы в контактном усттенсификации тепломассообмена, особенно 55 ройстве, что интенсифицирует процесс тепло- для систем, в которых диффузионное сопро- массообмена за счет увеличения времени контакта фаз, особенно для систем, в которых диффузионное сопротивление массопередачи

тивление массопередачи сосредоточено в газовой фазе. Далее газожидкостной поток проходит сепарационнй элемент 5 и приобре- taeT направленное многоструйное движение благодаря лопастям 6. При этом часть жидкости под действием инерционных сил достигает отбойный элемент 9 и посредством его

5 направляется в кольцевое пространство, образованное корпусом 1 и контактным патрубком 4, откуда по переливной трубе 15 отводится в гидрозатвор, образованный между переливной трубой 15 и дополнительной

0 трубой 13. Остальная часть жидкости после сепарационного элемента 5 транспортируется газовым потоком. Продвигаясь по высоте зоны сепарационный элемент 5 - бар- ботажная тарелка 3 выц1ележаш,его контактного устройства, газожидкостной поток пос5 тупает в брызгоуловитель 10 и приобретает направленное движение за счет пластин 11. Благодаря тому, что направление лопастей 6 сепарационного элемента 5 противополож- но направлению пластин 11 брызгоуловителя Q О- происходит возрастание крутки потока и увеличение эффекта инерционного осажде- ния капель на пластинах 10 при натека- ним на них газожидкостного потока. Разме- щение пластин 11 с перекрытием друг от- носительно друга устраняет проход потока 5 без взаимодействия с пластинами 11, что повышает эффект выделения капель из по- тока. Взаимодействие газожидкостного пото- ка с пластинами 11 приводит к обра- зованию вращательного движения потока внутри брызгоуловителя 10. При этом 30 капли жидкости, как более тяжелая фаза, отбрасываются за счет инерционных сил на

чивает обтекание газом пластин 11 без вих- реобразова ия, что создает благоприятные гидродинамические условия для осаждения жидкости на внутренней поверхности пластин 11. За счет н аклонного размещения пластин 11 жидкость, отсепарированная на

пластинах 11, стекает по их внутренней попластинах 11, стекает по их внутренней по

верхности на конус 8 сепарационного элемента 5 и поступает в гидрозатвор, образованный между переливной трубой 15 и дополнительной трубой 13, откуда подается на барботажную тарелку 3. За счет того, что переливная труба 15 вышележащего контактного устройства заглублена с зазором 16 в гидрозатвор, накопления жидкости на конусе 8 не происходит и создается контур циркуляции жидкой фазы в контактном устройстве, что интенсифицирует процесс тепло- массообмена за счет увеличения времени контакта фаз, особенно для систем, в которых диффузионное сопротивление массопередачи

сосредоточено в газовой фазе. Газ, освобожденный от капель в брызгоуловителе 10, поступает в вышерасположенное контактное устройств.

Формула изобретения

1. Тепломассообменная колонна, включающая корпус, внутри которого размещены по высоте контактные устройства, каждое из которых содержит снтчатую тарелку с прием- ным стаканом и с установленным на ней коническим патрубком с сепарационным элементом в верхней части, отбойный элемент и установленную по центру переливную трубу, нижний конец которой расположен в приемном стакане, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена за счет увеличения скорости газа и циркуляции жидкости, она снабжена размещенным между сепарационным элементом нижерасположенного контактного

устройства и тарелкой выщерасположен- ного контактного устройства пакетом наклонных однонаправленных пластин, перекрывающих друг друга в плане и равномерно размещенных нижним концом на конусе сепарационного элемента, верхним - на корпусе колонны, при этом боковые кромки пластин снабжены отбортовками, направленными внутрь устройства под острым углом к пластине, а контактное устройство снабжено дополнительной трубой, установленной коаксиально относительно и с зазором переливной трубы нижележащего контактного устройства.

2.Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что направление лопастей сепарационного элемента противоположно направлению пластин пакета.

3.Колонна по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что отбортовки выполнены профилированными по кривой выпуклостью внутрь.

Изобретение относится к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов и может использоваться в химической и смежных с ней отраслях промышленности, в частности для процессов ректификации, абсорбции десорбции и охлаждения жидкости (газа) при непосредственном контакте. Целью изобретения является интенсификация тепломассообменных процессов за счет повышения скорости газа и количества циркулирующей жидкости в зоне контакта. В пространстве сепарационный элемент 5 - тарелка 3 размещен брызгоуловитель 10 в виде пакета наклонных однонаправленных пластин 11, перекрывающих друг друга. Пластины 11 равномерно размещены нижним концом на конусе 8 сепарационного элемента 5, верхним концом - на корпусе 1 колонны. Боковые кромки пластин 11 снабжены отбор- товкой 12, направленной внутрь устройства под острым углом к пластине II, при этом отбортовки 12 выполнены профилированными по кривой выпуклостью внутрь. Пластины 11 брызгоуловителя 10 имеют направление, противоположное направлению лопастей. 2 3. п. ф-лы, 4 ил. 9 (Л i CAD О СО Я

фиг.2.

5-6

б-в

фиг А

фив.З

Редактор Н. Горват Заказ 1241/7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Баранова

Техред И. ВересКорректор М. Самборская

Тираж 657Подписное