Роторный массообменный аппарат для разделения газожидкостных смесей Советский патент 1990 года по МПК B01D3/20 

Изобретение относится к массообменным аппаратам для разделения (ректификации) газожидкостных смесей и может быть использовано в нефтехимической, химической, пищевой и ряде других отраслей промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности аппарата при осуществлении процесса ректификации за счет обеспечения развитой поверхности контакта фаз

На чертеже изображен аппарат, продольный разрез

Аппарат содержит емкость 1, внутри которой размещен ротор, включающий вал 2 и закрепленные на нем проницаемые элементы 3 и 4, установленные последовательно. Каждый элемент содержит внутренний 5 и наружный 6 перфорированные цилиндры Пространство между цилиндрами заполнено

насадкой, например плетеной металлической сеткой. Каждый проницаемый элемент снабжен крышкой 7, имеющей центральное отверстие. Над проницаемым элементом 3 установлена труба 8 для выхода газа (пара) Между трубой и указанным проницаемым элементом имеется уплотнение 9 Над проницаемым элементом 4 установлена разделительная пластина 10, снабженная уплотнением 11 Для подачи жидкости (флегмы) из дефлегматора (не показан) на орошение насадки проницаемого элемента 3 со стороны его внутренней перфорированной обечайки введена труба 12 В камере, образованной двумя последовательно установленными проницаемыми элементами и ограниченной корпусом аппарата, размещены устройство для ввода 13 разделяемой смеси и распределительная плита 14 для выхода газа

сд

Ј

Ј СЛ СЛ

Аппарат снабжен также штуцерами 15, 16, 17 для выхода жидкости (жидкость откачивают насосом, который на чертеже не показан), ввода смеси паров, полученных в кипятильнике (не показан), и отвода нижнего (кубового) продукта соответственно.

В случае необходимости ввода смеси в нескольких точках, ротор может содержать несколько последовательно расположенных проницаемых элементов. При этом смесь соответствующего состава вводится в камеры, образованные между соседними проницаемыми элементами.

Аппарат работает следующим образом.

Приводят во вращение ротор аппарата. Вращательное движение ротору может сообщаться от электродвигателя, а также технологическими потоками пара или жидкости при использовании турбинных устройств в аппарате. Через штуцер 16 в аппарат поступает паровая смесь, полученная в кипятильнике. Она движется через насадку проницаемого элемента 4 в направлении от периферии к центру и выходит из его внутренней полости. Затем проходит через патрубки для газа распределительной плиты 14 и попадает в насадку проницаемого элемента 3, где движется также от периферии к центру. Из внутренней полости этого элемента пар через трубу 8 отводится на конденсацию в дефлегматор (не показан). Жидкость в аппарате движется в обратном направлении от центра к периферии, т. е. навстречу паровому потоку. Орошение (флегма) через трубу 12 поступает во внутреннюю полость проницаемого элемента 3 и распределяется равномерно по высоте насадки. Пройдя через насадку этого элемента, жидкость попадает на распределительную плиту 14 и через штуцер 15 с помощью насоса (не показан) попадает вместе со смесью, подлежащей разделению (через устройство для ввода 13) на орошение внутренней обечайки проницаемого элемента 4, проходит через него и выбрасывается на стенки емкости 1, по которой стекает на дно и отводится через штуцер 17 в емкость, связанную с кипятильником (не показана)

При противоточном движении газа (пара) и жидкости во вращающихся насадоч- ных элементах происходит непрерывный обмен компонентами между газовой (паровой) и жидкостной фазами. При этом жидкость

обогащается высокикипящими компонентами, а газ (пар) - низкокипящими.

Предлагаемая конструкция аппарата представляет собой насадочную ректификационную колонну. Применение вращающихся слоев насадки позволяет резко интенсифицировать процесс разделения парожид- костных смесей благодаря значительному увеличению нагрузок на пару и жидкости и обеспечению высокой степени турбулиза0 ции парожидкостных потоков при сильно развитой поверхности контакта фаз. За счет этого достигается уменьшение в 3-5 раз габаритов и массы аппаратов по сравнению как со статическими насадочными, так и

тарельчатыми колонными аппаратами для ректификационных процессов.

Возможность осуществления процесса контактирования газа и жидкости в роторном аппарате, содержащем два последовательно установленных проницаемых элемен0 та, была подтверждена модельными испытаниями на системе воздух-вода на экспериментальном стенде с диаметром внешней обечайки, равным 400 мм, и высотой 180 мм. Частота вращения ротора находи5 лась в диапазоне от 20 до 30 .

Формула изобретения

Роторный массообменный аппарат для разделения газожидкостных смесей, содер- 0 жащий емкость, кольцевой проницаемый элемент, установленный на валу внутри емкости, трубу для выхода газа, с которой через уплотнение соединен проницаемый элемент, и штуцеры-для подвода газа (пара), подвода и отвода жидкости, отличаюь щийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы при осуществлении процесса ректификации за счет обеспечения развитой поверхности контакта фаз, он снабжен разделительной пластиной, при- 0 крепленной к корпусу аппарата, распределительной плитой для выхода газа и установленным последовательно на валу дополнительным проницаемым элементом, при этом дополнительный проницаемый элемент снабжен устройством для ввода разделяе- 5 мой смеси и соединен через уплотнения с разделительной пластиной, а распределительная плита размещена между основным проницаемым элементом и устройством ввода разделяемой смеси.

в

2

12

Изобретение относится к массообменным аппаратам для разделения (ректификации) газожидкостных смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической и ряде других отраслей промышленности. Изобретение позволяет повысить эффективность работы аппарата при осуществлении процесса ректификации за счет обеспечения развитой поверхности контакта фаз. Аппарат содержит емкость, кольцевой проницаемый элемент, установленный на валу внутри емкости, трубу для выхода газа(пара), уплотнение, размещенное между указанной трубой и проницаемым элементом, а также штруцера для подвода газа (пара), подвода и отвода жидкости. Аппарат снабжен дополнительным кольцевым проницаемым элементом, установленным на валу аппарата последовательно с первым проницаемым элементом, снабженным устройством для ввода разделяемой смеси, и соединенным через уплотнение с разделительной пластиной, прикрепленной к корпусу аппарата, при этом между основным проницаемым элементом и устройством ввода разделяемой смеси в дополнительный проницаемый элемент размещена распределительная плита для выхода газа. 1 ил.