Колонна для проведения массообменных процессов Советский патент 1980 года по МПК B01D3/30 B01D3/22 

Описание патента на изобретение SU753441A1

Изобретение относится к контактным устройствам для массообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и пищевой промышленности для проведения процессов абсорбции и ректификации в системах газ (пар)-жидкость.

Известна колонна для абсорбционных и ректификационных аппаратов, состоящая из ситчатой тарелки, представляющей собой перфорированный канал прямоугольной формы с гори- , зонтальным основанием. Канал по винтовой спиральной линии, опускается к периферии тарелки с уклоном, обеспечивающим -стек ание жидкости по каналу слоем равной толщины с заданной скоростью. Боковой стенкой канала служит металлическая полоса, прикрепленная к тарелке.

Жидкость, прошедшая по всему каналу, поступает от центра тарелки к ее периферии в переливной патрубок и направляется через выносной теплообменник на ниже расположенную тарелку, у которой спиральный канал направлен по винтовой линии к центру тарелки от периферии.

затем через сливной патрубок и стакан жидкость направляется на следующую тарелку,,Газ барботирует через отверстия, просверленные в основании канала, в результате чегопроисходит массообмен между жидкой и газообразной фазами. Конструкция описываемого контактного устройства

10 позволяет создать организованный поток жидкости по тарелке и регулировать время пребывания ее на тарелке

1.

Недостатком является сложность

15 конструкции переливного устройства.

Известна также колонна, состоящая из корпуса, массообменной тарелки с подвижными лепестками, снабженными направленно просечными от-

20 верстиями различной формы и размеров, кольцевого переливного устройства, образованного кольцевой перегородкой тарелки и стенкой корпуса и сливной трубы. При работе устройства газ снизу проходит через щели между лепестками и через просечные отверстия вводится в слой жидкости на тарелке. Жидкость поступает с вышележащей тарелки по переливной трубе в центр тарелки и, взаимодейстуя с потоком газа, образует газоидкостную эмульсию, которая, двигась по поверхности тарелки, переивается через кольцевой перелив, отуда сливается по сливной трубе на ижележащую тарелку. При необходиости создания дополнительного контакта фаз отверстия в лепестках выолнены так, что при движении газа в зазоре между лепестками происхоит эжектирование жидкости газовым потоком и в барботажный слой жидкости поступает образованная при этом газо-жидкостная эмульсия. На тарелке создается две зоны контакта фаз: при эжектировании жидкости газом через направленные просечные от- верстия и при вдуве газо-жидкостной эмульсии в барботажный слой. Эта тарелка имеет развитую поверхность массообменаи большую производртельность .

Однако, эти тарелки недостаточно эффективны для осуществления процессов четкого разделения, так как поверхность контакта фаз сравнительно небольшая и время контакта фаз незначительно.

Известен также массообменный аппарат, включающий контактную часть и переливное устройство, выполненное в виде усеченного конуса с перфорацией 3J .

Это устройство за счет наличия слива позволяет увеличить поверхность контакта фаз, но содержит движущиеся части, усложняющие конструкцию и требующие лишних затрат энергии.

.Известна также колонна для проведения массообменных процессов, состоящая из корпуса и расположенных по высоте его контактных устройств , каждое из которых включает перфорированную тарелку с просечными отверстиями, на которой установлена цилиндрическая перегородка и коаксиально ей спиральная перегородка и центральное перелив- . ное устройство. При работе тарелки жидкость поступает на тарелку сверху по внутренней стенке аппарата. Под действием потока газа, проходящего снизу через просечки в основании тарелки, жидкость устремляется по спиральному каналу в центр тарелки. При начальных скоростях газового потока жидкость движется равномерным потоком в нижней части канала над просечками. С увеличением скорости газового потока она распределяется по стенкам канала-и достигает кромки спиральной перегородки, создавая тем самым развитую поверхность контакта фаз. Проходя путь от края диска к центру, жидкость и некоторая часть газа попадает в цилиндрическую перегородку, в которой происходит сепарация газа, выходящего через патрубок, а жидкость направляется в центральное переливное устройство, через которое отводится к стенке аппарата к наружному спиральнол витку нижележащей тарелки. Газовый поток, поступая через просечки, контактирует с жидкостным потоком. Капли жидкости, увлекаемые газом, отбрасываются центробежной силой к стенке аппарата. Это обеспечивает надежную сепарацию газового потока, идущего на вышележащую тарелку. Данная тарелка обладает большой пропускной способностьн по газовой фазе и довольно развитой поверхностью контакта фаз 4.

Однако, она имеет весьма малую пропускную способность по жидкости из-за высокой напряженности центрального Перелива, недостаточно эффективна для осуществления процессов четкого разделения, имеет сравнительно небольшой диапазон изменения рабочих нагрузок.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения за счет дополнительной зоны контакта фаз, увеличение диапазона устойчивой работы контактного устройства за счет использования кинетической энергии вращающегося жидкостного потока и обеспечение возможности саморегулирования живого сечения переливного устройства.

Поставленная цель доЬтигается тем, что колонна снабжена установленной под тарелкой кольцевой обечайкой с клапанами в нижней части.

Переливное устройство выполнено в виде кольцевого кармана с установленным под ним направляющим конусом, снабженным просечными элементами ,

Направляющий конус выполнен с живым сечением в 2-3 раза большим живого сечения тарелки и просечные элементы его направлены в сторону слва жидкости.

Над тарелкой установлено отбойное устройство, выЬолненное в виде усеченого конуса.

Отбойное устройство может быть выполнено в виде сферы.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг . 2 - то же, вид в плане. . .

Устройство состоит из корпуса 1, закрепленной к его стенкам, массообменной тарелки 2 с центральной пере.городкой 3,. спиральной, перегородки 4 и кольцевой обечайки 5, образующей со стенками корпуса -переливное устроство, в нижней части которой располржены клапаны 6. Переливное устройство выполнено в виде кольцевого кармана 7, сливного направляющего конуса 8, расположенного под полотном тарелки 2 и заканчивающегося сливным патрубком9, а над тарелкой и коль цевым переливом расположено отбойное устройство 10 с углом наклона, преимущественно, горизонтальной пл кости. Направляющий конус 8 снабже просечными элементами 11. Колонна работает следую1дим обра зом. Жидкость поступает на массообме ную тарелку в цилиндрическую перего родку 3 по сливному патрубку 9 и, проходя гидрозатвор, под воздейст вием потока газа (пара) , проходящег через направленно просечные отверстия в основании тарелки 2, устремля ется по спиральному каналу к кольцевому переливу. При начальных скоростях газового потока жидкость дви жется равномерным потоком в нижней части канала над отверстиями. С уве ли ением скоростей газового и жидкостного потоков последняя распреде ляется по стенкам канала, достигая кромки спиральной перегородки, и отбрасывается центробежной силой Г к отбойнику 9. При этом сила разлагается на силу, перпендикулярную к стенке отр-ажателя Fg , и на силу, на правленную вниз РЗ, под действием которой меняется пропускная способность переливного устройства. При м лых нагрузках по жидкости в нижней части кольцевой обечайки 5 клапаны закрыты, а с увеличением жидкостного потока они открываются -под давлением гидродинамического столба жидкости, обеспечивая возможность саморегулирования переливного устро ства. Из кольцевого кармана 7 жидкость поступает на внутреннюю повер ность сливного направляющего конуса 8, снабженного так же, как и массообменная тарелка, направленно просе ными элементами в 2-3 раза с большим живым сечением. Если на тарелке жидкость двигается от центра к пери ферии, то на конусе наоборот, она устремляется от периферии к центру (к сливному патрубку) под действием силы тяжести и под воздействием потока газа, который поступает снизу через направленно просечные элемеМты под углом, преимущественно, 30-45 к образующим конуса. Из сливного направляющего конуса жидкость по сливному патрубку поступает в цилиндрическую перегородку ниже расположенной тарелки. При выходе из отверстия газ пер§ дает часть кинетической энергии слою жидкости (на конусе), придавая ей вращательное движение, и резко меняет свое направление. При измене нии направления движения потока отбивается капельная жидкость, увлекаемая газом с нижележащей тарелки. Газ проходит на сливном направляющем конусе предварительный дополнительный контакт с жидкостью и че рез направленно просечные элементны вводится в слой жидкости на массообменной тарелке. Происходит интенсивное взаимодействие контактирующих фаз и образовавшаяся при этом газожидкостная эмульсия сгон,яется по спирали от центра к периферии тарелки, а газ устраняется к выше распо.ложенной тарелке. При этом повышение эффективности разделения и увеличения диапазона устойчивой работы контактного устройства достигается за счет создания дополнительной зоны контакта фаз на сливном направляющем, конусе, увеличения пропускной способности переливного устройства благодаря наличию отбойника и за счет применения клапанов в нижней части кольцевой обечайки для обеспечения возможности саморегулирования живого сечения переливного устройства. Предлагаемое контактное устройство обеспечивает высокую эффективность работы за счет интенсивности взаимодействия фаз: четкой организации перекрестной схемы взаимодействия потоков, большого пути движения жидкости по тарелке и больших относительных скоростей. Кроме того увеличивается производительность по жидкости за счет наличия сливного направляющего конуса и отбойника, преимущественно конусной формы, приемный стакан заменяется клапанами, что позволяет уменьшить межтарельчатые расстояния, увеличивается производительность по газу за счет конуса с направленно просечными отверстиями, что служит дополнительным отбойником капель и увеличивается КПД устройства за счет второй дополнительной зоны контакта, что имеет большое значение для условий четкого разделения фаз. Формула изобретения 1. Колонна для проведения массообменных процессов, состоящая из корпуса и расположенных по высоте его контактных устройств, каждое из которых включает перфорированную тарелку с просечными отверстиями, на которой установлена цилиндричес,кая спиральная перегородка и переливное устройство, о т л и ч а ю- а; я с я тем, что, с целью повышеия эффективности разделения за счет ополни ;ельной зоны контакта фаз, увеличения диапазона устойчивой работы за счет использования кинетической энергии вращающегося жидкостного потока и саморегулирования жиого сечения переливного устройства.

Похожие патенты SU753441A1

название год авторы номер документа
Клапанная тарелка 1982
  • Ермаков Петр Петрович
SU1143432A1
ФРАКЦИОНИРУЮЩИЙ АППАРАТ 2014
  • Мнушкин Игорь Анатольевич
RU2562482C1
Массообменный вихревой аппарат 1982
  • Артамонов Юрий Федорович
  • Бурлачкин Валентин Филиппович
  • Егоров Лев Федорович
  • Осыка Валерий Григорьевич
  • Журавлев Юрий Иванович
  • Лебедев Олег Вениаминович
  • Фомин Владимир Кузьмич
  • Ягуд Борис Юльевич
  • Байрашин Александр Степанович
SU1018667A1
Контактный элемент массообменной тарелки 1981
  • Залкинд Григорий Рувимович
  • Зарецкий Александр Николаевич
  • Новиков Валентин Васильевич
SU944596A1
МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА 2010
  • Шибитов Николай Степанович
  • Шибитова Наталия Валентиновна
RU2438748C2
Массообменная тарелка 1985
  • Соломаха Геннадий Петрович
  • Рудов Геннадий Яковлевич
  • Кабак Борис Леонидович
  • Косумов Султан Алаудинович
  • Трифонов Сергей Анатольевич
  • Мальцев Игорь Владимирович
SU1301428A1
Массообменный аппарат 1973
  • Хохлов Сергей Федорович
  • Рогозный Владимир Всеволодович
  • Свергуненко Леонид Александрович
SU526365A1
КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 1994
  • Черноземов Н.С.
  • Политров Ю.В.
RU2060768C1
Устройство для тепломассообмена и очистки газа 1979
  • Андреев Владимир Иванович
  • Приходько Вадим Петрович
  • Важненко Александр Иванович
SU860796A1
Тарелка массообменного аппарата 1985
  • Мельников Владимир Семенович
  • Хайруллин Наиль Ахмединович
  • Черников Евгений Иосифович
  • Туревский Еруслан Нахманович
  • Васяев Геннадий Михайлович
  • Оразмамедов Халлы Оразмамедович
  • Говорун Виктор Павлович
  • Ганиев Булат Хабибурахманович
  • Далматов Игорь Владимирович
SU1309997A1

Реферат патента 1980 года Колонна для проведения массообменных процессов

Формула изобретения SU 753 441 A1

SU 753 441 A1

Авторы

Ахунов Закиян Сафуанович

Константинов Евгений Николаевич

Арнаутов Юрий Александрович

Гореченков Валентин Гаврилович

Камалов Ханиф Салихович

Зарипов Тагир Муллахметович

Фридт Анатолий Иванович

Даты

1980-08-07Публикация

1978-12-06Подача