Способ осуществления процесса массообмена при перекрестноточном взаимодействии пара (газа) с жидкостью Советский патент 1988 года по МПК B01D3/20 

со

00

00

00

05

Изобретение относится к способам организации контакта фаз в система пар (газ) - жидкость и может найти применение в пищевой, спиртовой, химической и ряде других отраслей промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена за счет выравнивания времени пребывания частиц жидкости.

На фиг. 1 представлена схема распределения жидкостной нагрузки на единичной ступени контакта фаз; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (распределение напорных столбов (Н) жидкости в переливном устройстве сегментного типа).

Способ организации перекрестно-точного взаимодействия пара (газа) с жидкостью включает последовательное чередование ввода жидкой фазы под напором на тарелку таким образом, что высота напорного столба жидкой фазы в переливных устройствах и плотность орошения на входе тарелок увеличиваются от центра к периферии пропорционально длинам дуг эллипсов, соединяюших одноименные точки приемной и сливной перегородок, а также контакт жидкости с восхо- дяшим потоком пара (газа) в безградиентном режиме идеального вытеснения и ее переток на нижележашую ступень контакта.

Данный способ взаимодействия пара (газа) с жидкостью обеспечивает осуществление контакта фаз в условиях идеального вытеснения по жидкости, при котором практически все частицы жидкостного потока имеют одинаковое время пребывания в контактной зоне. Данный режим течения жидкой фазы наиболее предпочтителен с точки зрения обеспечения максимальной движущей силы процесса массопередачи и, следовательно, наибольшей разделяющей способности тарелок.

Условие равенства времени пребывания на тарелке каждого отдельного объема жидкости может быть записано в следующем виде:

Sj S, LI L, L,

где S, - расстояние между точка.ми приемной и городок, равное дуге соответствующего эллипса; L,- часть жидкой фазы, проходящая по

тарелке расстояние S.,. В соответствии с предлагаемым способом организации перекрестно-точного взаимодействия фаз частицы жидкости проходят по основанию тарелки путь различной длины, увеличивающийся от центра к периферии. В этом случае увеличение длины траектории должно компенсироваться возрастанием объема жидкостного потока и величиной напора, создаваемого в переливном устройстве, поскольку с ростом длины пути жидкости пропорционально возрастает энергия, затрачиваемая на ее преодоление.

одноименными сливной пере0

5

0

5

Движение частиц жидкости в данном случае осушествляется по эллиптическим траекториям, проходяшим через одноименные точки приемной и сливной перегородок тарелок.

Пример. Взаимодействие пара (газа) с жидкостью на тарелке диаметром (D) 1 м с длиной приемной и сливной перегородок (Ь) 0,7 м для случая условного разбиения основания тарелки на 24 продольных участка с равной шириной во всех поперечных сечениях. Длина пути жидкости (S,), определяемая как длина дуги эллипса с помошью соответствующего эллиптического интеграла. Результаты интегрирования, выполнявшегося с использованием ЭВМ СМ 1420, дали следующие значения S/, считая от центра к периферии для каждой половины тарелки: 0,7142; 0,7155; 0,7180; 0,7217; 0,7266; 0,7326; 0,7397; 0,7478; 0,7569; 0,7669; 0,7777; 0,7892.

Отсюда легко определяются значения отношений текушей длины пути жидкости к максимальной (З./Змакс):

0,905; 0,907; 0,910; 0,914; 0,921; 0,928; 0,937; 0,948; 0,959; 0,972; 0,985; 1.

Приведенные значения справедливы для тарелок любого диаметра при ,7.

Численные знаяения (5,/5макс) позволяют найти локальные расходы жидкости (L,) на входе тарелки из соотношения

30

L/ г: с l- fij i

I S,

5

0

5

5

где Ь)Си

0

интегральная плотность орошения в колонне.

Аналогичным путем определяются значения Н.

В таблице приведены расчетные значения 5,. для ,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 для случая условного разбиения основания таре;1ки на 24 продольных участка.

Количество участков разбиения может быть еще более увеличено, вследствие чего возрастут требуемая точность распределения жидкостной нагрузки на входе тарелки и высота напорного cTo;i6a в переливных устройствах.

Промы ц. 1енная реализация предлагаемого способа взаимодействия фаз позволит существенно сократить габариты колонной аппаратуры, энергоемкость процесса разделения, а также затраты на изготовление, монтаж и эксплуатацию оборудования.

Формула изобретения

Способ осуществления процесса .массообмена при перекрестно-точном взаимодействии пара (газа) с жидкостью, включаю- П1.ИЙ ввод жидкой фазы под напором на тарелку при плотности орошения, увеличи- ваюшейся от центра к периферии, контакт жидкости, движущейся от приемной перегородки к сливной, с восходящим потоком

пара (газа) и ее переток через переливное устройство на нижележащую ступень контакта, отличающийся тем, что с целью инобразом, что высоту напорного столба жидкой фазы в переливном устройстве и плотность opouieHHH жидкости на входе тарелки

тенсификации процесса массообмена за счетувеличивают пропорционально длинам дуг

выравнивания времени пребывания жидко- 5 эллипсов, соединяющих одноименные точки сти, ввод жидкости осуществляют такимприемной и сливной перегородок.

образом, что высоту напорного столба жидкой фазы в переливном устройстве и плотность opouieHHH жидкости на входе тарелки

увеличивают пропорционально длинам дуг

Изобретение относится к способам организации контакта фаз в системе пар (газ) - жидкость, может найти применение в пищевой, спиртовой, химической и ряде других отраслей промышленности и позволяет интенсифицировать процесс .массообмена зя счет выравнивания времени пребывания частиц жидкости. Ввод жидкости ocyniecT- вляют таким образом, что высота напорного столба жидкой фазы в переливном устройстве и плотность орошения на входе тарелки увеличивают от центра к периферии пропорционально длинам дуг эллипсов, соединяющих одноименные точки приемной и сливной перегородок. 2 ил., 1 табл.

Вид A

фиг. 2.

Hi