Газожидкостная контактная колонна Советский патент 1983 года по МПК B01D3/32 

2 .Колонна по п.1, отличающая с я тем, что соседние, элементы имеют противоположное направление навивки.

3. Колонна по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что

729881

пакет снаб) переточными устройствами, выполне,ннь.1ми в виде перекрещивающихся желобов, верхние концы которых расположены под элементами пакета, а нижние концы над элементами нижележащего пакета.

Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процессов. Особенно предпочтительная область применения изобретения - это ректификация под вакуумом веществ, чувствительных к повышенным температурам. . ,

Известна газо-жидкостная контактная колонна, содержащая вертикальный корпус, орошаемые пластины, расположенные в корпусе одна над другой с зазорами. Каждая орошаемая пластина выполнена горизонтальной и снабжена большим числом сливных патрубков.

Недостатком указанной колонны является горизонтальное расположение орошаемых пластин, что при малых плотностях орошения или при некотором даже незначительном отклонении аппарата от вертикального положения приводит к нарушению целостности пленки жидкости и неполному смачиванию орошаемых пластин.

Этот недостаток устранен в аппаратах, в которых орошаемые пластины :выполнены в виде лотков, расположенных по спирали.

Известна газо-жидкостная контактная колонна, содержащая вертикальный корпус располох енные внутри него лотки в виде нисходящих спиралей, собранных в пакеты, направляющие перегородки, установленные горизонтально с некоторым шагом в вертикальных каналах, внутри и снаружи нисходящих спиралей.

Газовый поток проходит из вертикальных каналов, расположенных внутри спиралей, в вертикальные каналы, расположенные между спиралями и стенкой корпуса (или в обратном направлении) через зазоры между лотками по .траектории, перпендикулярной этим лоткам.

Недостатком известной колонны является отсутствие дополнительного перемешивания газового потока в зазорах пакета лотков, а также неравномерное распределение газового потока по зазорам одного и того же пакета, что не позволяет получить более высокую эффективность массообмена.

Целью изобретения является повышение эффективности массообмена за счет улучшения перемешивания. Сущность изобретения заключается в том, что спирали выполнены из отдельных коаксиально установленных элементов. Соседние элементы имеют противоположное направление навивки, каждый пакет снабжен переточными устройствами, выполненными в виде перекрещивающихся желобов, верхние концы которых расположены под элементами пакета, а нижние концы над элементами нижележащего пакета.

Такое исполнение .колонны приводит к тому, что вместо одного широкого лотка в пакете расположено несколько узких лотков, имеющих ту же суммарную ширину. В свободных промежутках между соседними нисходящими спиралями отдельного пакета газовый поток перемешивается.

Уйр результирующему эффекту это равносильно тому, что массообмен на длинном орошаемом участке заменяется массообменом на коротких орошаемых участках той же суммарной длины. Как известно, на коротких участках массообмен протекает интенсивнее, чем на длинных участках.

Кроме того, свободные промежутки между соседними нисходящими спиралями пакета способствуют выравниванию давления в различных точках поперечного сечения газового потока, движущегося горизонтально от стенок корпуса внутрь пакета (или наоборот). 37 Это улучшает распределение газового потока по зазорам пакета. В итоге эффективность массообмена в колонне возрастает. Кроме того, нисходящие спирали разного диаметра ориентированы таким образом, что соседние спирали имеют противоположные направления навивки. Это еще больше повышает равномерность распределения газового потока в зазорах пакета и способствует повышению эффективности массообмена. Расположение переточных устройств позволяет дополнительно повысить Ktlfl пакетов лотков за счет увеличения движущей силы процесса массоперэдачи между газом и жидкостью. На черте : е изображён продольный разрез газо-жидкостной к-;;нтактной колонны. Колонна имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 с нижним патрубком 2 для ввода газа, верхним патрубком 3 для вывода газа, верхним распределительным патрубком k для ввода жидкоети и нижним патрубком 5 для вывода жидкости. Внутри корпуса 1 по высоте колонны установлено три пакета 6 лотков 7, между которыми в корпусе 1 предусмот рены направляющие перегородки 8, 9, 10, перегораживающие центральный 11 и периферийный 12 t aнaлы. Каждый пакет 6 лотков 7 содержит несколько эл ментов 13, 1, 15 разного диаметра. При этом соседние спирали пакета 6 имеют противоположные направления на вивки(нижний пакет 6 снабжен частичным вырыиом, таким образом видно, что. например, элементы 1 и 15 имею противоположные направления навивки} Это должно повышать равномерность распределения газового потока в пакетах 6. В данном случае элементы являются однозаходными, хотя не исключено применение в подобных аппаратах многозаходных спиралей. Между различными пакетами 6 предусмотрены переточные устройства, выполненные в виде желобов 16 и 17. При этом желоб 16 обеспечивает улавливание жидкости, стекающей с наружного элемента 13 спирали вышележащего пакета 6 и подачу жидкости на внутренний элемент 15 нижелех ащего пакета 6. Аналогично желоб 17 обеспечивает переток жидкости с элемента 15 на нижележащий элемент 13- Между элементами 1 соседних пакетов 6 отсутствуют специальные перетоки, так что жидкость просто перетекает с одного элемента на другой,, В самой нижней направляющей перегородке 8 имеются отверстия 18 для стока жидкости с нижних концов элементов 13, 1 15 о нижнюю часть колонны, Колонна работает следующим образом. Через патрубок 4 исходная жидкость распределяется равными потоками по элементами самого верхнего пакета 6. С нижнего конца элемента 13 этого пакета 6 жидкость по желобу 16 стекает на внутрений элемент 15 нижележащего пакета 6. С нижнего конца элемента 15 верхнего пакета 6 жидкость по желобу 17 попадаетна наружный элемент 13 нижележащего пакета 6. С промежуточного элемента 14 спирали жидкость напрямую попадает на аналогичный элемент нижележащего пакета 6. Газовый поток пересекает пакеты 6, контактируя с пленкой жидкости (сплошные стрелки). В данной колонне эффективность массообмена значительно повышается. В известной колонне, например, при ректификации можно на 1 м высоты насадки получить 5 теоретических тарелок. В предлагаемой колонне при тех же размерах на 1 м высоты можно получить теоретических.тарелок, т.е. на 40-60 больше.