Массообменный аппарат Советский патент 1988 года по МПК B01D3/22 B01D47/04 

СП

ел

со

Изобретение относится к устройст- ам для, осуществления процессов теп- jio- и массообмена между газом и жид- | остью и может быть использовано в Химической, нефтеперерабатывающей, Металлургической и других отраслях народного хозяйства для ректификации, абсорбции, десорбции, а также мокрой очистки газов,

I Известен аппарат для контакта га- |за с жидкостью, состоящий из корпуса, внутри которого размещены одна или несколько тарелок (решеток ) провального типа и ороситель. При подаче Орошающей жидкости на тарелке образуется слой подвижной пены, абсор- биругощей газообразные компоненты или |пьшь из газового потока. I Недостатком известной конструкции является сравнительно невысокая производительность, обусловленная невысокой скоростью газа в полом сечении (обычно не превьшак)щая 2-2,3 м/с) и небольшой высоты слоя пены (око- I ло 1 00. мм) .

Увеличение же производительности по газу ведет к образованию на тарел - ке волнового режима, что приводит к оголению участков тарелки и сво- бодному проходу сквозь них необработанных объемов газа, что резко снижае эффективность работы аппарата.

Известен аппарат для осуществления процессов тепло- и массообмена, а также мокрой очистки газа, включающий корпус, внутри которого размещены тарелка провального типа, расположенные в виде сотовой решетки из вертикальных пластин высотой 0,2-0,6 высоты- пенного слоя и площадью свободного сечения не менее 0,8 сечения аппарата. В некоторых пластинах ста- билизатора пены ближе к плоскости тарелки могут быть вьшолнены отверстия,

Основное назначение стабилизатора пены, расположенного непосредственно в пенном слое на тарелке,- создать на ней высокий слой мелкоячеистой пены однородной структуры с высокоразви той и непрерывно обновляемой поверхностью контакта фаз без видимых колебаний, т.е. предотвратить волновой режим, что позволяет.несколько увеличить производительность аппарата.

Однако в таких аппаратах эффективность процессов тепло- и массообмена недостаточно высокая при линейных скоростях газа более 3 м/с, что обусловливает возникновение в верхнем слое пены пульсирующей струйной зоны которая не позволяет в полной мере использовать всю толщину пенного слоя для активного массообмена и пылеулавливания, а также способствует брызго образованию, снижая производительность .

Наличие отверстий в нижней части отдельных пластин стабилизатора пены не обеспечивает гарантированное равномерное распределение жидкости на всей плоскости тарелки.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет равномерного распределения жидкости по всей высоте тарелки, обеспечение саморегулирования газожидкостного потока по тарелке и увеличение производительности аппарата - достигается тем, что в массообменном аппарате, содержащем корпус, внутри которого размещена тарелка провального типа, стабилизатор пенного слоя в виде сотовой решетки из вертикальных пластин с отверстиями, установленньй непосредственно на тарелке, нижние части пластин стабилизатора выполнены сплошными, а отверстия расположены в верхних частях пластин стабилизатора, при этом коэффициент перфорации пластин ст.а билизатора в 1,2-3,0 раза превьшает коэффициент перфорации основания тарелки.

На фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - го же, стабилизатор пенного слоя, аксонометрия .

Устройство содержит корпус 1 прямоугольного или круглого сечения, снабженный патрубками 2 и 3 для входа и выхода газа и штуцером 4 для от вода от.обранной жидкости. Внутри корпуса установлено орошающее устройство 5. Провальная тарелка 6 расположена горизонтально внутри корпуса и сл ужит для образования и поддержания слоя пены. Непосредственно на тарелке 6 расположен стабилизатор 7 пенного слоя, выполненный в виде сотовой, решетки из вертикально установленных пластин 8 с перфорацией 9.

Нижняя часть этих пластин вьшолне на сплошной на высоту 0,1-0,5 высоты пенного слоя, верхняя часть пла.с- тин выполнена перфорированной с коэффициентом перфорации, в 1,2-3 раза превышающим коэффициент перфора314

ции основания провальной тарелки. Общая высота стабилизатора составляет по меньшей мере 0,9 высоты пенного слоя.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Газ подается через патрубок 2, проходит через провальную тарелку 6, на которой находится жидкость, подаваемая через орошающее устройство 5. При прохождении газа через орошаемую жидкостью тарелку на ней обра- зуетс.я высокоразвитый мелкоячеистый пенный слой, в котором процессы тепло-- и массообмена, а также очистки газа происходят наиболее интенсивно. Очищенный газ вьшодится из аппарата через патрубок 3, а жидкость удаляется через штуцер 4.

В случае неравномерной подачи жидкости на тарелку происходит выравнивание ее распределения по плоскости тарелки за счет перетока в соседние секции стабилизатора более тяжелой пены .

Вьшолнение нижней части пластин стабилизатора сплошно на высоту 0,1-0,5 высоты пенного слоя позволяет предотвратить нежелательный переток жидкости вдоль плоскости тарелки к местам понижений и перекосов, что обеспечивает равномерную нагрузку жидкости по всему сечению тарелки сравнительно большой площади.

Вьтолнение верхней части пластин стабилизатора перфорированной с коэффициентом перфорации, в 1,3-3 раза

3

превышающим коэффициент перфорации основания тарелки позволяет создать на всей плоскости тарелки равномерную нагрузку по жидкости и газу за счет I перетока пены через перфорацию в верхней части пластин стабилизатора, обеспечивая таким образом, гидравлическое саморегулирование газожидкостного потока по всей площади тарелки. Указанные отличительные особенности конструкции массообменного аппарата обуславливают повьщ1ение эффективности процессов тепло- и массообмена.

Погружение стабилизатора в пену . по меньшей мере на-О,9 высоты пенного слоя предотвраща ет разрушение пе ны выходящими из нее газовыми пузырьками, в связи с чем значительно уменьшается брызгоунос, что позволяет ра- ботать при высоких скоростях газовой фазы, увеличивая производительность аппарата.

Использование предлагаемого массообменного аппарата в народном хозяйстве позволит увеличить удельную производительность массообменных колонн в установках стабилизации газового конденсата и в установках газо-. фракционирования ориентировочно в 1,5-2 раза по сравнению с применяемыми массообменньми аппаратами.

Кроме того, предлагаемый аппарат

обеспечивает получение более чистых

веществ за счет высокой эффективности тепло- и массообмена между разделяемыми потоками.

ттмт

:- Щ- vlv.-:

фиг.

Составитель К.Пилыцук . Редактор А.Долинич Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчик

Заказ 4005/5

Тираж 642

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ЛАЖ

&(.

в

в

(pus.Z

Подписное