Колонна для проведения физико-химических процессов с участием газов и жидкостей Советский патент 1937 года по МПК B01J10/00 

Предметом настоящего авторского свидетельства является колонна для. проведения физико-химических процессов между газами и жидкостями.

Принцип действия предлагаемого аппарата заключается в том, что для взаимодействия жидкости и газа оба реагента встречаются противотоком при вихреобразном их движении и тонко-диспресном, распыленном .состоянии жидкости. Для этого а) жидкость распыляется, особого устройства, центробежным распылителем, сообщающим ей вихреобразное движение, и в тонко-распыленном состоянии взаимодействует с газом или паром, поднимающимся противотоком снизу навстречу падающей жидкостной пыли; б) газу сообщается также вихреобразное движение при помощи особого распределительного устройства, что способствует более полному контакту фаз и в) жидкость, отраженная на стенки аппарата (от распылителя), собирается отдельно и направляется к подающему насосу на обратную циркуляцию, что гарантирует от попадания вниз аппарата непрореагировавщей жидкости.

Областью применения данного аппарата являются все те процессы, в коих требуется осуществить контакт газообразной и жидкой фаз: абсорбция, дезорбция, охлаждение смещением, увлажнение, сущка жидкостей, конденсация газовых смесей, ректификация и т. п. Во всех этих случаях может быть применен с пебольщими изменениями стандартный тип аппарата, позволяющий, благодаря его портативности, простоте устройства и дещевизне изготовлення, применять его в производствах лгобого масштаба, начиная от трубчатых установок для разгонки нефти или скрубберов коксобепзольных заводов, кончая переносными увлажнителями или конденсаторами для комнатных вентиляционных устройств.

На прилагаемом чертеже представлены аппарат и его детали. Фиг. I изображает разрез аппарата колонны вертикальной плоскостью; фиг сверху на распределитель газа; фиг. 3- деталь его; фиг. 4-распределитель жидкости; фиг. 5-вид на него сверху; фиг. 6-деталь его; фиг. 7-другой вариант колонны в разрезе; фиг. 8- вид сверху на распределитель газа в этом варианте колонны; фиг. 9- деталь устройства колонны.

Как видно из чертежа, аппарат представляет собою пустотелый сварной или клепаный цилиндр / (фиг. 1),

отличающаяся тем, что, с целью создания в колонне встречных вихрей газа и жидкости, помещенный в нижней части ее распределитель 2 (фиг. 1) газа выполнен в виде конуса из перекрывающихся с образованием радиальных щелей, листов, представляющих собою участки винтовой поверхности большого шага (фиг. 2 и 3),

2. Распределитель жидкости для колонны, означенной в п. 1, состоящий из вращающегося диска, отличающийся тем, что этот диск 5 (фиг. 4) снабжен канавками 9 (фиг. 5) для прохода жидкости и сверху закрыт крыщкой 6 (фиг. 4), к краям которой подвешено отражательное кольцо 7 (фиг. 4 и 6) с валикообразной выпуклостью 8.

3.Форма выполнения колонны, означенной в пп. 1 и 2, отличающаяся тем. что в верхней части она снабжена жолобом 4 (фиг. 1) для отвода орошающей жидкости, попадающей на стенки.

4.Видоизменение колонны, означенной в пп. 1-3, отличающееся тем, что она выполнена из нескольких цилиндров W (фиг. 7) уменьшающегося книзу диаметра, входящих частично один в другой, с образованием между ними кольцевого пространства, снабженного описанным в п. 1 распределителем (фиг. 8) газа и предназначенного для отпаривания соответствующих фракций, отбираемых в жидком состоянии из вышерасположенной: части колонны.

некоторых трубчатых установок, где для отбора каждой фракции имеется от;,ельная колонна. Поскольку для установок небольшой мощности установка нескольких колонн маловыгодна, то для этого случая дается другой вариант конструкции колонны, основанной на тех же принципах конструирования, что и типовой аппарат.

Данный вариант (фиг. 7-9) отличается наличием эванорационной секции в нижней части колонны для отпаривания тяжелой фракции и зон отпаривания средних фракций (по числу последних). Зона отпаривания тяжелой фракции представляет собою в миниатюре ту же типовую , только распыливающий диск у ней снабжен более глубоким гидравлическим затвором во избежание прохождения газообразного сырья через нижнюю зону и слизной патрубок в зону ректификации, так как весь газ (или пар) должен проходить через распределительное устройство.

Зоны отпаривания средних фракций находятся в той же колонне по периферии, помещаясь между наружной стенкой аппарата и стенкой расположенного внутри цилиндра (см. схематический разрез фиг. 7). Стенки цилиндра 10 могут быть раздвижными и тогда подъемом верхней их части мон(но регулировать легкость фракции в целом. Отпаривающая зона средней фракции снабжена также распределителем пара аналогичного с выщеописанным устройства; количеством подаваемого пара регулируется величина отгона легкой фракции.

Для регулирования отбора средней фракции в стенках внутреннего цилиндра прорезаются окна для слива избытка жидкости на орошение тяжелой фракции к малому распылителю (фиг. 9) при помощи сливного жолоба и воронки. Распылительпый диск насажен на общую ось, но отражательное кольцо здесь может быть для простоты неподвижным и без пластинок.

Отличием данного варианта от основного, вытекающим из всего изложенного, является то, что ось мотора или редуктора пропускается через всю колонну до эвапорационной секции. Следовательно, наверху колонны здесь устанавливаются нодшипники для несущего вала и ось мотора или редуктора соединена с ним гибкой связью (муфта и т. п.). Расход СИ/1Ы на вран1ение здесь, естественно, выше, нежели в -простом типовом аппарате.

Варианты устройства колонны могут быть весьма разнообразными. Так, для отбора средней фракции может быть предложен отражательный диск, помещающийся на произвольном расстоянии по высоте оси вращения, отражающий падающую на него жидкость на стенки. Диск устраивается не сплошным-с прорезами в радиальном направлении. Соотноп1ением между площадью .спиц диска и прорезов устанавливается количество отражаемой жидкости и проходящей в нижние секции колонны. Отражаемая на стенки жидкость собирается сборным жолобом в сливной карман и отводится из колонны.

О;1исанная колонна конструктивно проста и не громоздка, стандартна в изготовлении и может иметь самое разнообраз юе и щирокое применение в разных отраслях промышленности (химия, металлургия, пищевая промышленность, спецхимия), начиная от разгонки нефти и конденсации коксового гааа, кончая сзшилками для мо.юка и яиц или увлажнительными камерами.

Затрата материалов на ее сооружение всегда и в значительной степени будет меньще, нежели для обычного типа колонны, скрубберов и т. п.

Отдельные элементы колонны, как например, центробежный распылитель, могут найти себе применение, помимо описанного.

Его достоинством является простота ycTpoiiCTBa и обслуживания, надежность работы, любая желательная производительность агрегата, сочетающаяся с высокой степенью распыления.

Предмет изобретения.

1. Колонна для проведения физикохимических процессов с участием газов и жидкостей, снабженная вращающимся распределителем жидкости,

к авторскому свидетельству И. А. Чазова

№ 50657

йиг.

rvXl

Ьщ f I-S