Газлифтный аппарат Советский патент 1991 года по МПК B01D3/26 B01D3/32 

Изобретение относится к конструкциям аппаратов для проведения тепломассообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость, в частности газлифтных аппаратов, и предназначено для использования в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, например при проведении реакций основного органического синтеза.

Цель изобретения - повышение эффективности тепломассообменных процессов за счет увеличения площади межфазной поверхности и степени циркуляции фаз.

На чертеже представлена схема газлиф- тного аппарата.

Газлифтный аппарат включает корпус 1, расположенные внутри него вертикальные

внутренние барботажные 2 и циркуляционные (внешние) 3 трубы, соединенные по концам трубными решетками А, нижнюю (приемную) 5 и верхнюю (сепарэционную) 6 камеры. Нижняя часть приемной камеры 5 образована коническим днищем аппарата.

В приемной камере 5 коаксиально расположены перфорированная барботажная решетка 7 и цилиндрический экран 8. Между корпусом и верхней крышкой устанавливается обечайка 9 со штуцером 10 для вывода проконтактировавшей жидкости Аппарат также снабжен патрубками. 11-для ввода исходного газа; 12 - для вывода газа, 13 и 14 - для ввода и вывода хладагента

Аппарат работает следующим образом

О 00 СЛ

ь. VI

Жидкая фаза заполняет корпус до уровня патрубка 10 Газ вводится через патрубок 11 и барботер 7 и в виде пузнрей движется вверх по аппарату, распределяясь по Оэрбо- тзжным трубам , где основная масса его поглощается.

На выходе из барботажных труб взаимодействие газа с активным компонентом жидкой фазы продолжается в барботажном слое над перхнеи труСмшй решеткой 4, Далее газы отделяются от жидкости и выводятся через патрубок 12 Часть дегазированной жидкости выводится через пере/меной пат руЬок 10 как продукт-сырец, а основная масса поступает в циркуляционные трубы 3, где движется вниз за счет разности удельных весов дегазированной жидкости и этих трубах и газожидкос.тной эмульсии п Ьарботаж- ных трубах 2.

Поток циркулирующей реакционной массы входит в нижнюю приемну камеру 5 и устремляется в -ольцевои зазор между барботером 7 и экраном 8 Прпидч чазор. поток реакционной массы растекается к центруй периферии При этом в осевой зоне образуется область повышенных скоростей жидкости,что приводит к оттеснению гчзо- вых пузырей к периферии и искривлению траектории их движения. В результате гззо содержание барботажной зоны возрастает одновременно с повышением равномерности распределения газа по поперечному се чению Наблюдается дробление пузырей газа внутри области ограниченной экраном, а также взаимная турбулизация фаз

Указанный характер движения пузырей обеспечивается при соотношении диаметров газораспределителя и экрана, равном 0,7-0,9 Уменьшение диаметра газораспределителя ведет к снижению газосодержания и равномерности распределения 1аза по барботажным трубам, а увеличение дна- метра газораспределителя ограничивается геометрией нижней крышки аппарата или увеличивает гидравлическое сопротивление циркуляционного контура, т е снижает скорость циркуляции.

Влияние данного диапазона доказывается нижеприведенными примерами

Примеры 1-4. В газлифтном реакторе с наружным диаметром 2800 мм и высотой трубчатки 3000 мм установлено барботэж- ных груб (по) - 537 шт, циркуляционных (пц) - 469 шт, диаметр экрана (с1э) - 1800 мм.

Расход газа на системе вода воздух в реактор составпяет 700м /ч. О равномерно сти распределения газа по барботажным трубам судяг по величине отношения числа труб, в которых барботаж имеет место (пб ) к общему числу барботажных труб Наличие

проскока воздух в нисходящую ветвь аз- лифта со глороны барбоюра характеризуют величиной отношении числа циркуляционных труб (гГ(), п которых имеет место проскок газа, к общем числу циркуляционных труб. Величину газосодержания в барботажных трубах / tp /пмределяют методом разницы давлении Значение пь/пб , Пц/Пц и у мри изменении дитмгтра барботера в

предепл (0,6 i,U) сЬ приведены в таблице откуда следует, что уменьшение диаметра барЬотера меньше О Mi,, как и увеличение его выше 0.9 оЧ. знгчьиельно ухудшает гид- родиплмичесчче показатели: ухудшение

равномерности распределения газа по бар- богажным трубам и снижение газосодержл- нич . I такж1 v4 Mv 4 ne проскока газа в циркуляционный контур Это приводит к снч кеьию ЭФ ти .пости аппарата, так как

сокращаемся п верхние,и, контакта фаз, снижается интенсивность циркуляции и нарушается соотношгпи взаимодействующих компонент.1 в зоно реакции.

езультатч jKCiiopiiMPHtOB приведены

в таблице

В предлагаемом газлифтном аппарате обесп ншаетсл высокортзви ая поверх- ноп, юпчоибмена и интенсивная циркуляция идкос1и MI о ,отдает наилучшие

ycnoitn 1 д,, i теплопОм IM и массопередачи. Это позволяет увег ги.ь нагрузку на реактор по газу без ,,я степени поглощения газа и ухудшения селективности процесса Конырукцич аппарата позвопяет

использовать для сю изготовления сущест южухотруБчатие теплообменники, что значтетыю снижает стоимость и трудоемкость чсмоювления аппарата при многократном покорении сроков реконструкции.

Фор мула изобретения

азлифтпыи аппарат с внутренним циркуляционным контуром содержащий цилиндрический корпус, коническое днище, патрубки ввода и вывода реагентов, газо5 распределитель и вертикальные трубы, верхние и нижние срезы которых расположены на уровне т рубных решеток, отличающийся тем что, с целью повышения эффективности тепломассообменных процессов за

0 счет увеличения площади межфазной поверхности и степени циркуляции фаз, аппарат снабжен коаксиальным корпусу цилиндрическим экраном, установленным под нижней трубной решеткой, а газораспределитель вы5 поснен в виде плоской перфорированной ре- примыкающей к днищу аппарата и расположенной ниже экрана, при этом отно- ше- ие диаметров газораспределителя и экрана составляет 0,7-0,9

Величина гоотношеНИЯ П6/Пи

080 0,95 0,93 0,87

Газосодержание в арботажных трубах

олоз

0,120 0.126 0,090

Величина отношения

о

О

О

0,06

Изобретение относится к конструкциям для проведения тепломассообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость, п частности газлифтных аппаратов, и пред назначенодля использования в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, например при проведении реакций основного органического синтеза Изобретение позволяет повысить оффек тивность теппомассообменных процессов за счет увеличения площади межфазной поверхности и степени циркуляции фаз Это достигается тем, что в газлифтном аппарате с внутренним циркуляционным контуром, содержащем цилиндрический корпус, коническое днище, патрубки ввода и вывода регентов, газораспределитель и вертикальные трубы, верхние и нижние срезы которых расположены на уровне трубных решеток, аппарат снабжен коаксиальным корпусу цилиндрическим экраном, установленным под нижней фубнои решеткой, а газортснределитель выполнен в виде плоской перфорированной решетки, примыкающей к днищу аппарата и расположенной ниже экрана. При этом отношение диаметров газораспределителя и экрана составляет 0,7-0,9. 1 ил.. 1 табл. 00 С

б

в