Роторная массообменная колонна Советский патент 1976 года по МПК B01D3/30 

(54) РОТОРНАЯ МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА

1

Изобретение относится к роторным колоннам для проведения абсорбционных в ректификационных процессов-, в частности для ректификации в условиях вакуума тйдно разделяемых и термически нестойких продуктов и их смесей, например капролактама, продуктов окисления циклододекана и т.п.

Известна роторная массообменная ко лонна, состоящая из вертикального корпуса, вала с установленными на нем массообменными ступенями в виде удлиненных пластин, закрученных вокруг вала по спи рали, и переточных устройств flj.

К числу недостатков этой колонны относится неполное смачивание жидкостью поверхностей пластин, так как жидкость, текущая под действием центробежных сил от центра к периферии может частично течь не в виде пленки, а в форме отдель- ных струй, что снижает эффективность массообмена. Это подтверждается испытания j.nt колонны указанного типа диаметром О,3 м. При снижении плотности орошения с 90 до 60 л/час, при постоянной подаче

пара к.п.д. различных ступеней снижался с 0,8 - 0,5 до О,4 - 0,2. ; Образование струй наблюдалось визуально на холодной модели.

Известна также роторная массообменная колонна, состоящая из вертикального корпуса, вала с закрепленными на нем отбортванными цилиндрами и переточных устройст 2J. Недостатком ее является неизбежная задержка части рабочей жидкости на внутренней поверхности цилиндров всвязи с выбранным способом перераспределения жидкости и отсутствием ее принудительного замещения новыми порциями жидкости, что приводит к снижению эффективности массообмена и недопустимо при работе с термически нестойкими продуктами, так как время пребьтания их в колонне ограничено.

Кроме того,скорость вращения вала рассчитана на удержание необходимого количества рабочей жидкости в центральной части рабочих ступеней, тогда как на периферии сна избыточна. Ufc.ib изобретения - повышение эффектив массообмена и замедление вращения вале. - дсхггигается тем, что в предлагаемой массообменной колонне по периметру цилиндров на границе с отбортовками выполнены ряды переточных отверстий, распо ложенных на каждом цилиндре поочередно .сверху или снизу, а в центральной части рабочих ступени отбортованные цилиндры установлены в виде нескольких ярусов. На фиг. 1 представлен продольный раз рез предлагаемого аппарата; на фиг. 2 поперечный разрез. Внутри вертикального ципнндрического корпуса 1 размещен ротор, состоящий из вала 2 и рабочих ступеней 3, включающих распределительное устройство 4 и установленные один в другой отбортованные цилин ры 5, имеюише поочередно верхний и нижний ряды прорезей 6. В центре рабочих ст пеней размещены двухъярусные шбортованные цилиндры 7. На внутренней поверхности корпуса установлены кольцевые карманы 8, оснащенные переточными лотками 9 Роторная массообменная колонна работа ет следующим образом. Жидкость, поступающая из кольцевого кармана 8 по лоткам 9 в верхнее и нижнее кольца распределительного устройства 4, выбрасывается из него на внутреннюю поверхность двухъярусного цилиндра 7 и стекает двумя пленочными потоками по ниспадающей спирали. Достигнув прорезей 6, расположенных на границе с нижними отбортовками, жидкость равномерно по окружности сбрасывается на соседний даух ярусный цилиндр, на котором прорези 6 расположёны уже у верхних отбортовок. Затем жидкость под влиянием центробежных сил, а также удерживаемого влияния нижних отбортовок спиралеобразно поднимается и, достигнув прорезей, сбрасывает Ш следующий цилиндр, прорези которого разм у нижних отбортовок. Таким образом, см чив все двухъярусные цилиндры и оказавшись на диаметре где скорость уже достаточна для удержания суммарного потока, жидкость сбрасывается на одноярусный цилиндр 5 и одним пленочным потоком вышеуказанным образом проходит все цилиндры, сбрасьюается в кольцевой 8 и по лоткам 9 поступает в новый цикл. Газ (пар), проходя по сечению колонны, вступает в массообменный контакт в перекрестном направлении с жидкостью на рабочих ступенях 3. Преимуществом предлагаемого роторного массообменного аппарата является кратковременное пребьшание жидкости на рабочих ступенях. При этом гарантируется смачивание всей внутренней поверхности цилиндра, так ка:1 жидкость может попасть одного цилиндра на другой только пройдя всю его высоту по винтовой линии сверху вниз или снизу вверх. Разделив жидкость на несколькопленочных потоков, можно замедлить вращение вала, так как при сохранегаи необходимого для массообмена общего количества жидкости, подаваемого на ступе1 И в центральной части аппарата, где скорости минимальны, на каждом ярусе нужно удержать от провала лищь часть жидкости. Поверхность массообмена при этом практически не изменяется. Формула изобретения 1. Роторная массообменная колонна, состоящая из вертикального корпуса, вала с закрепленными на нем отбортованными цилиндрами, образую1шми рабочие ступени, и переточных устройств, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьпцения эффективности массообмена, по периметру цилиндров на границе с отбортовками выполнены ряды переточных отверстий, расположенных на каждом цилиндре поочередно сверху или снизу. 2,, Колонна по п. 1, отличающ а я с я тем, что, с целью замедления вращения вала, в центральной части рабочих Ступеней отбортованные цилиндры установлены в виде нескольких ярусов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авт. св. СССР № 203621 кл. В ID 3/30. 2.Авт. св. СССР № 137108, кл. В 01 J- 1/00.