Тепломассообменная колонна Советский патент 1981 года по МПК B01D3/32 

1

Изобретение относится к массобменной аппаратуре, в которой Процесс массобмена происходит в псевдоожиженном слое с использованием газораспределительных устройств типа тарелок.

Известна массообменная колонна, содержащая корпус с тарелками и специальные люки для замены тарелок с засорившими каналами, что сводит к минимуму простой колонны 1.

Однако существенным недостатком такой, конструкции является то, что технологический процесс при этом приходится прерывать, либо необходимо иметь резервнук колонну, чтобы переключить газ на нее в период замены тарелок, что в обоих случаях наносит экономический ущерб производству.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой является тепломассообменная колонна, включающая корпус с патрубками подвода и отвода газа и жидкости, провальные решетки с переменным по длине живым сечением, имеющие возможность перемещения по горизонтали на величину доставляющую 1.5-2 ширины корпуса. В этой конструкции совмещены как процесс поддержания оптимального Гидродинамического

режима в колонне путем перемещения провальных тарелок с переменным живым сечением по горизонтали, так и процесс замены забивщейся части тарелки на новую без остановки аппарата 2.

Однако существенными недостатками этой конструкции являются: во-первых, увеличение габаритов аппарата по ширине в 3 раза по сравнению с обычным; во-вторых, определенная сложность и недостаточная надежность узлов уплотнения движущихся провальных решеток с корпусом ,при обеспечении их герметичности по известным аналогичным конструкциям; в-третьих, большая трудоемкость изготовления провальных решеток для аппаратов больших размеров, т.е. промышленных аппаратов (увеличивается толщина решетки, .и для сохранения однородности псевдоожиженного слоя отверстия малого размера выполнить в ней чрезвычайно трудоемко); в-четвертых, процесс перемещения и очистки тарелок механизировать,-а по необходимости и автоматизи ровать достаточно сложно.

Цель изобретения- обеспечение уплотнения решеток и повышение надежности работы. Указанная цель достигается тем, что она снабжена установленными снаружи корпуса карманами, в.которых установлен механизм перемещения и расположенными по обеим сторонам провальной решетки на расстоянии от нее каркасами, один из которых установлен с возможность перемещения по вертикали. Кроме того, механизм перемещения рещеток выполнен в виде установленных в опорах роликов и снабжен устройством стопорения и устройством обратной перемотки; карман снабжен устройством для очистки решеток, выполненным в виде перфорированных труб с штуцерами, установленных с возможностью вращения; провальные решетки выполнены гибкими и концы их закреплены к роликам. На фиг. 1 изображена колонна, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Предлагаемая колонна содержит корпус 1, патрубки подвода 2 и отвода 3 газа, патрубки подвода 4 и отвода 5 жидкости, провальные гибкие решетки 6. Каждая провальная гибкая решетка 6 установлена в корпусе 1 колонны между двумя каркасами 7 и 8 в зазоре, обеспечивающем только ее свободное горизонтальное перемещение; причем один конец решетки 6 укреплен в приводном ролике 9, а другой ее конец укреплен в ролике 10 с навитым на нем запасом гибкой решетки 6. Оба ролика 9 и 10 установлены в карманах 11 и 12, расположенных сбоку корпуса 1 колонны. Карманы . 11 и 12 имеют съемные фланцевые люки 13 и 14. Приводной ролик 9 установлен в опорах 15 и 16, укрепленных в боковых стенках кармана И и имеет выходной вал 17, который соединен с приводом 18. В месте прохода вала 17 через боковую стенку кармана 11 установлено уплотнение 19, например, сальниковое или манжетное. Ролик 10 установлен в опорах 20 и 21 и снабжен устройством 22 стопорения, например выполненным в виде храпового механизма, и устройством 23 обратной перемотки, например выполненным в виде спиральной пружины. В карманах 11 и 12 установлены устройства 24 очистки каналов в гибкой решётке 6, которые могут быть выполнены, например в виде перфорированных труб с штуцерами выведенными сбоку корпуса Г колонны, по которым может подаваться под давлением та же жидкость, что и на орошение колонны, а перфированные трубы могут быть жестко закреплены в корпусе 1 колонны или вращаться вокруг своей оси. Один из каркасов 7 установлен в колонне неподвижно на опорах 25, а другой 8 установлен в опорах 26, позволяющих ему перемещаться по вертикали, Гибкие решетки 6 с боков внутри колонны находятся между пластинами 27 во избежание проскоков газа у сгенок корпуса 1-колонны. Тепломассообменная колонна работает следующим образом. Через патрубок 2 и патрубок 4 в колонну подводятся соответственно газ и жидкость. На провальных решетках 6 создается псевдоожиженный слой, в котором происходит процесс массообмена или очистки газов. Выводятся газ и жидкость из колонны соответственно через патрубки 3 и 5. При засорении каналов в провальных решетках 6 устройства 2 стогюрения роликов 10 освобождает их для вращения, включаются устройства 24 очистки каналов и приводы 18; гибкие провальные рещетки 6 наматываются на приводные ролики 9. При перемещении гибких провальных решеток 6 заданную величину приводы 18 отключаются, устройства 22 стопорения прерывают вращение роликов 10 и фиксируют их положение; устройства 24 очистки каналов также отключаются. При необходимости обратной перемотки гибких решеток 6 на ролики 10, устройства 22 стопорения освобождают их для вращения; устройства 24 очистки каналов включаются и работу и при отключенных приводах 18 устройства 23 обратной перемотки перематывают решетки 6 на ролики 10. При необходимости перемещения решеток 6 с различными по длине живым сечением с целью поддержания, например, заданного гидродинамического режима работы колонны, устройства 24 очистки могут не включаться в зависимости от среды. Каркасы 7 и 8 являются силовыми устройствами для гибких решеток 6, воспринимающими давления на них газа и жидкости, а также колебаний этого давления. Зазор между каркасами 7 и 8 можно регулировать с помощью подвижных опор 26. Монтаж, осмотр, регулировка, замена гибких решеток 6 и каркасов 7 и 8 производится через боковые фланцевые люки 13 и 14. Предлагаемая конструкция масообменной колонны позволяет уменьшить габариты ее по ширине в 2 раза по сравнению с известными. Создание герметичности в колонне при перемещениях в ней провальных решеток становится легко выполнимо применением простых и надежных фланцевых соединений. Эта конструкция позволяет увеличить по сравнению с известными аппаратами диапазон регулирования ее работы при изменениях гидродинамического режима за счет большего запаса гибких провальных решеток, без существенных увеличений габаритов. Применение гибких провальных решеток уменьшает трудоемкость их изготовления, так как их толщина значительно уменьшается, {например, для стальных решеток аппаратов диаметром 1 м толщина уменьщится с 5-8 ммдо 0,1-0,2 мм). Появляется возможность применения для промышленных аппаратов такой конструкции провальных решеток из i/летеных сеток разпичных. материалов и нз полимерных пленок

Применение в промышленных аппаратах гиб ких решеток с перфорацией, расположенных между двумя жесткими решетками, позволит без существенного удержания добиться в них однородного псевдоожиженного слоя (что сдерживалось ранее большой трудоемкостью изготовления мелких каналов в решетках толщиной 3-10мм), что значительно повысит эффективность работы колонн и уменьшит брызгоунос. Обслуживание колонны становится на уровне современных требований в связи с механизацией перемещения в ней провальных решеток и одновременной очисткой каналов в них, а также с возможностью достаточно легко авто-, матизировать эти процессы. Это становится особенно важным в случае .работы колонны с токсичными средами.

Формула изобретения

1. Тепломассообменная колонна, включающая корпус с патрубками ввода и вывода фаз, расположенные в нем провальные рещетки с переменным по длине живым сечением, и механизмы их перемещения по горизонтами, отличающаяся , что,с целью

обеспечения уплотнения решеток, и повышения надежности работы, она снабжена установленными снаружи корпуса карманами, в которых установлен механизм перемещения и расположенными по обеим сторонам провальной решетки на расстоянии от нее каркасами, один из которых установлен с возможносТью перемещения по вертикали.

2.Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что механизм перемещения решеток выполнен в виде установленных в опорах роликов и снабжен устройством стопорения и устройством обратной перемотки.

3.Колонна по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что карман снабжен устройством для очистки рещеток, выполненным в виде перфорированных труб с штуцерами, установленных с возможностью вращения.

4.Колонна по пп. 1-3, отличающаяся тем, что провальные решетки выполнены гибкими и их концы закреплены к роликам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 113524, В 01 D 53/18, 1957.

2,Авторское свидетельство СССР № 599828, В 01 D 47/04, 1972.

Риг.1

/5