Тепломассообменная колонна Советский патент 1989 года по МПК B01D53/18 

I Изобретение относится к массооб- |менным процессам, в част ности к ко- |лонным абсорбционным аппаратам в сясгеме газ.- жидкость, применяемы в химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промьпплен ности, и может быть использовано цдя интенсификации процессов газоочистки суперфосфатных и других I производств фосфорсодержащих удобрений от соединений фтора.

Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления 5 повышение надежности в работе и интенсификация процесса.

На фиг„1 представлена конструкция тепломассообменной колонны; на фиг,, и 3 - конструкдия элементо вторичного диспергирования (ЭВД).

Колонна состоит из вертикального корпуса с элементом 2 вторично диспергирования о Орошение обеспечивается Лорсунками 3„с помощью цирку :ляционного насоса 4, подающего жид- | кос,ть через патрубок 5 по нагнета- I тельной линии 6 из сборника 7„ Газ поступает в нижнюю часть колонны по I газоходу 8, Колонна снабжена линией 19 отвода продуктов абсорбции, а I также линией 10 подвода свежего I сорбента,

i Каркас ЭВД (фиг 2 и 3) имеет ;форму усеченного конуса, в котором меньшее его основание 11 и большее I основание 12 соединены напраъляилци- , Для удобства монтажа и фик- iсацни пластин 14 на каркасе направ лякнцие изготавливаются из полос с изгибами в виде полок, количество которых определяется количеством пластин по высоте ЭВД. Отношение высоты каркаса к большему диаметру его.основания равно 052-0,4, а h/D 0,125 где h - расстояние меж,ду пластинами D - диаметр большего основания каркаса.

Кольцевые пластины ЭВД расположены на каркасе с незначительным перекрыванием одна другой (фиг.2), что обеспечивает равномерное распределение газа по сечению колонны. Поскольку установлена эквивалентность работы ЭВД при монтаже больши и меньшим основаниями к встречному потоку газа, на чертеже показано только одно расположение,

В обычных полых распъшивакхцих абсорберах, в которых скорость газа

0

5

0

5

0

5

0

5

0

около 1 м/с, процессы осуществляются в устойчивом ламинарном режиме, В таких аппаратах равномерность газа обеспечивается установкой, ЭВД, так как незначительная разность гидравлического сопротивления up каскадь-ых участков (высота ЭВД значительно меньше диаметра аппарата) в таких условиях только способствует (с учетом профиля скоростей ламинарного режима течения) равномерному распределению газа по сечению колонны, в том числе создаются условия прохождения газа по ее периферии.

При работе колонны в скоростном (турбулентном) режиме (l,.6 3 М/С J когда изменение up по высоте ЭВД на каскаднь х участках становится заметным, расстояние между пластинами выполняется переменным в пределах 60 h 100 мм, .рассчитывается по формуле h 10,5 D 0,306.

Колонна работает следующим образом.

Поток очищаемого газа по газоходу 8 подается в колонну и распределяется с помощью .ЭВД, Насосом 4 подается жидкость (орошающий сорбент), рас-. пыляемая форсунками 3, Входящий газ контактирует с факелом нижней прямо- .точной форсунки, предупреждакщей осаждение взвесей на внутренней поверхности ЭВД. Газовый поток, проходя между пластинами 14, направляется ими в зону интенсивного орошения колонны, где происходит эффективный контакт газа с мелкодисперсными каплями сорбента, образовавшимися в результате вторичного диспергирования исходных капель при ударе о поверхность пластин. Происходит интенсивный массо- обмен в развитой зоне межфазного контакта газ - жидкость. Для некоторых систем такая интенсификация процессов может быть очень существенной, например система SiF - (суперфосфатное производство), .где капля воды, летящая в атмосфере SiF, экранируется пленкой SiOj, что затрудняет диффузию.газа в объем капли.

Пройдя зону интенсивного контак- та, представляемую ЭВД, равномерно распределенный газ контактирует с факелом орошения верхней форсунки з выводится из колонны в верхней ее части. По мере необходимости из системы: выводится продукт абсорбции

по линии 9, а в сборник 7 жидкости добавляется свежий сорбент по линии 10.

Проведенные испытания колонны в условиях очистки отходящих газов су перфосфатного производства от SiF4 показали ее полную надежность и возможность использования при обра- ботке больших объемов газа. Гидравлическое сопротивление участка колонны с ЗВД при W 1-,5 м/с 40 - 50 Па.

Таким образом, использование предлагаемой тепломассообменной колонны позволит обеспечить энергетически выгодное оформпение массооб- меиных процессов при минимальном значении гидравлического сопротивления (в 3-4 раза меньше по сравнению с известной колонной обеспечить надежную работу при зксплуатадии колонны в условиях ведения тепло- массообменных процессов, осложненных наличием взвесей, шламоотложением и гелеобразованием; интенсиЛициро- зать процесс массообмена (увеличение степени поглощения на 10-15% по сравнению с прототипом и на 20-25%

по сравнению с полой распыливающей колонной - базовым объектом).

Формула изобрете

н и я

1. Тепломассообменная колонна, включаидак корпус, которого установлены элементы вторичного дипергирования, выполненные в виде каскадного набора кольцевых пласти форсунку для распыления жидкости, патрубки ввода и вывода фаз отличающая ся тем, что5 с целью интенсисЬикации процесса эа счет повьшения надежности и снижения гидравлического сопротивления, каждый элемент вторичного диспергирования снабжен трубчатым каркасом в виде усеченного конуса, на который насажены кольцевые пластины, при этом отношение высоты каркаса к большему диаметру его основания равно 0,2-0,4, а отношение h/D 0,12, где h - расстояние между пластинами, D - диаметр большего основания каркаса,

2, Колонна по п.I, отличающая ся тем, что каркас выполнен из изолированного металлического прутка.

Изобретение относится к массо- обменным процессам, в частности к колонным абсорбционным аппаратам в системе газ - жидкость, применяемым в химической и других отраслях про- мьшшенности. Цель изобретения - снизить гидравлическое сопротивление, повысить надежность в работе и интенсифицировать процесс. Колонна включает корпус, внутри которого уста- . новлены колпаки - элементы вторичного диспергирования, выполненные из кольцевых пластин, каскадно насаженных на трубчатый корпус формы усеченного конуса. При зтом отношение высоты каркаса к большему диа- . метру его основания равно 0,2 - 0,4, а отношение h/П 0,12, где h - раст стояние между кольцевыми пластинами; D -) диаметр большего основания каркаса. Материалом для кольцевьпс пластин служат пластические материалы, а каркас изготавливается из изолированного металлического прутка (гибкого или жесткого). 1 з.п. ф-лы, 3 ил. «ч г /)

/1

V

;ДГ

VFV.

5

Six

X-L.

.

hLk .kkl,4kkk4V4l.V

I I

5

Six

Фие.1

Фаг. Z

Фие.З