Распределитель жидкости для тепломассообменных колонн Советский патент 1988 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к конструкции контактных устройств длл систем газ (пар) - жидкость предназначенных для ранномерного распределения жид- кости по сечению насадочных колонн и колонн с тарелками провального типа при проведении процессов абсорбци ректификации, промывки газов, и может найти применение в химической, нефтехи№ ческой, газовой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - и)тенсификация процесса тепломассообмена за счет рап.номерного распределения жидкости по поперечному сечению колонны при высоких удельш.гх нагрузках по жидкости .

На -Ъиг. схематично представлен распределитель жидкости, продольный разрез; па фиг.2 - разрез Л-Л на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг,А - разрез В-В на фиг.З на фиг.З - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг„6 - разрез Д-Д на фиг. 2.

Распределитель жидкости установле внутри Цилиндрической колонны 1 и состоит из центральной вертикальной трубы 2 для иодачи жвдкости с гори- зонтальны - отражательным кольцом 3 на конце и горизонтальным отражательным диском 4 под трубой, снаружи центральной трубы 2 концентрически установлены ступенями вверх трубы 3, к нижним кромкам которых прикреплены DopxFHie отражательные кольца 6, а к соответствую1цим смежньм внутрен- HIU трубам прикреплены нижние отра- ЖателТ)Ные кольца 7, вокруг каждого кольцепого сечения из отражательных кольца 3 и диска 4 и колец 6 и 7 установлены отражательные цилиндры 8 уяеличиваюгогхся диаметров и увеличи- ваюишхся высот снизу вверх с прямоугольными вертикальньп О окнами 9 и простенками 10 и наружные сплошные цилиндры 11 без окон. сплошные цилиндры 11 с внутренними отража тельн1,1ми цилиндрами 8 образуют увели чиваюЕЦ1еся по диаметру снизу внерх ступени, причём наружным сплошным цилшщром для самой верхней ступени наибольшего диаметра служит корпус колонны 1 . Отражательные -8 и сплошны 11 цилиндры крепятся между собой и к трубам 2 и 3 радиальными ригелями 12. При условии равномерного распределения жидкости по поперечному сечению колонны отношение ширины окна

Q

5

0 5

0 О

5

5

9 к ширине простенка 1U каждого oi- ражательного цилиндра 8 равно отношению площади кольцевого сечения между стенкой сплошного цилиндра 11 и данного отражательного цилиндра 8 к площади кольцевого сечения между данным отражательньгм цилиндром 8 и внутренним смежным цилиндром 8, ширина окон 9 и простенков 10 каждого наружного цилиндра 8 больше, чем смежного внутреннего щшиндра 8, а количество окон 9 цилиндров 8 равно простым числам, увеличивающимся от внутренних к наружньм цилиЕ1драм 8, для предупреждения совпадения поло- лсений окон 9 и простенков 10 концентрически расположенных цилиндров 8 в радиальных направлениях для одной ступени и обеспечения тем самым равномерного распределения жидкости по сечению колонны при произвольной установке отражательных цилиндров 8 с их oKHaMii 9 друг относительно друга.

Смежные концентрические трубы 5 фиксируются между собой и с трубой 2 (не показано) и сообш;ены между собой верхними открытыми концами в наружной трубе 5, Размеры труб 5 и центральной трубы 2 принимаются так, что площади кольцевых сечений между отражательными кольцами каждой ступени пропорциональны кольцевым сечениям колонны между сплошными цилиндрами 1 1 соответствующер ступени, на которую подается жидкость из кольцевого сечения, а площадь кольцевого сечения между отражательными кольцами 6 и 7 равна площади кольцевого межтрубного сечения между внутренним диаметром наружной трубы 3 и наружным диаметром смежной с ней внутренней трубы 3 или поперечным сечением центральной трубы.2.

Распределитель жидкости работает следующим образом.

Жидкость подается в наружную трубу и в концентрически расположенные в ней трубы 5 и центральную трубу 2, проходит по кольцевым сечениям между трубами 5 и по трубе 2 и выходит между горизонтальными отражательными кольцами 6 и 7, а также между кольцом 3 и диском 4, в результате чего под действием сил скорости и сил тяжести по высоте образуются в каждой ступени параболоиды вращения.

которые на своем пути встречают отражательные щшиндры 8 с вертикальными прямоугольными окнами 9 и простенками 10 и сплошные цилиндры 11, причем жидкость проходит через окна 9 и отражается от простенков 10 каждого отражательного цилиндра 8 и, наконец, от стенок сплошного цилиндра 11 в каждой ступени о

При истечении жидкости из кольцевого сечения между отражательными кольцами 6 и 7 в виде параболоида вращения в данной ступени наибольшее количество жидкости проходит через окна 9 внутреннего отражательного цилиндра 8, которое последовательно проходит через окна 9 следующих ружньэ цилиндров 8, причем каждьй раз количество зтшдкости, проходящее чере г окна 9 последующего наружного ц 1ли ;:дра 9, меньше, чем количество кщхс.сти, прошедшее через окна 9 с lexiioro внутреннего цилиндра 8, на величину отраженной жидкости оТ простенков 10.

Техническое преимущество предлагаемого распределителя жидкости по сравнению с известным -: заключается в обеспечении более равномерного распределения жидкости по поперечному сечению колонны за счет увеличения точек отражения жидкости от простенков отражательных дисков вследствие ут 1еньшения радиального рассеивашьч расход/11,егося потокг. лсидкос га м :i-: . параОопоида врашения при уменьшении копия ;:тва отр,;. :i:-:ijit. .X.IA цк1 ,.. что способствует 6oj.cc полному к. :-- такту между газом пат ) и ж -|д: ::г.тью и повышению эффективно 1И тепломасси- обмена между газом (паром) и жидкостью в условиях абсорбции-десорбции, ректификации, промывки газов и других . анал( ГУ nrcirt-cc ::;,,

Форм

а из

р е т

Распределитель жидкости для теп- ломассообменных колонн, coдepжaшJ й центральную вертикальную трубу для подачи жидкости с горизонтальным отражательным диском под нижним срезом трубы, имеющим диаметр больше

0

5

0

5

0

0

0

диаметра трубы и размещенньм на расстоянии от нижней кромки трубы, размещенные вокруг центральной трубы концентрически установленные отража- тельные цилиндры с вертикальными окнами и простенками, равномерно выполненными в боковых стенках, при этом отношение ширины окна к ширине простенка по окружности каждого цилиндра равно отношению площади кольцевого сечения между стенкой колонны и дaнны отражательным 1р шиндром к площади кольцевого сечения между данный отражательным цилиндром и смежным внутренним цилиндром, верхние кромки окон отражательных цилиндров расположены выше отражательного диска центральной трубы, а нижние - ниже отражательного диска, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет равномерного распределения жидкости по поперечному сечению колонны при высоких удельных нагрузках по жидкости, он снабжен прикрепленным к нижнему срезу центральной трубы отражательным кольцо;.;, вьшолненным диаметром, равным диаметру отражательного диска, концентрически установлешгыми ступенями вверх трубами, расположенными снаружи центральной трубы, с отражательными кольцами, одни из которых прикреплены к нижним кромкам каждой

1.бы а /jri TFc: - к смежной внутрен- ii.feH -/vyut : расположены на расстоя ,. ... :,: о друг друга с образо- .-. ivifr-i кольцевого сечения, коаксиаль- iv. -лспопоженными вокруг каждого кольде13иго сечения ступенями, составленными дополнительными отражательными щшивдрами, выполненными с увеличивающимися снизу вверх диаметрами : в -гсс -и и с отражательными окнами ,. ..-; ОС . „лками, при этом наружные ци- .-гигу ГЫ „ лолнены сплошными, смежные трубы взаимно соединены и сообщены верхними концами в наружной трубе, площади кольцевьк сечений между от- ражательнмми кольцами каждой ступени пропорциональны кольцевым сечениям колонны между сплошными цилиндрами соответствующей ступени.

1

9

r/

Изобретение относится к распределителям жидкости в тепломассооб- менных колоннах и может быть использовано в качестве контактных уст- ройств для систем газ (пар) - жидкость. Цель изобретения - интенсификация процесса тепломассообмена между газом (паром) и жидкостью за счет равномерного распределения жидкости по сечению колонны при высоких удельных нагрузках по жидкости. Распределитель жидкости содержит центральную вертикальную трубу для подачи жидкости с горизонтальным отражательным диском под нижним срезом трубы, размещенные вокруг центральной трубы концентрически установленные отражательные цилиндры с вертикальными окнами и простенками, К нижнему срезу центральной трубы прикреплено- отражательное кольцо одинакового диаметра с отражательным диском, снаружи цент- рально трубы концентрически установлены ступенями вверх трубы с отражательными кольцами, одни из которых прикреплены к нижним кромкам каждой трубы, а другие - к соответствующим смежным внутренним трубам. Вокруг отражательных колец установлены дополнительные отражательные цилиндры с увеличивающимися (снизу вверх) диаметрами и высотами с окнами и простенками. Наружные цилиндры выполнены сплошными, смежные трубы сообщены верхними концами в наружной трубе. Приведены основные размеры элементов распределителя, 6 ил. е (Л 00 со со 4 сл 00

12.

n

11

Li

.8 /f

1

Л-А

фиг. 2

Б Б

Фи.

В-В

Фиг.

.6 Д Д

Фиг.6