Контактное устройство Советский патент 1981 года по МПК B01D3/30 B01D45/12 

(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к тепломассообменным устройствам, применяемым в колонных аппаратах газовой и нефтехимической промышленности, в частности к устройствам для контактирования газа и жидкости в процессах абсорбции, десорбции и ректификации и может быть использовано в абсорберах осушки и отбензинивания природного и нефтяного газа.

Известно прямоточное контактное устройство с сепарационными элементами, которое состоит из прямоточных патрубков для прохода газа, снабженных в нижней части инжекцнонными отверстиями для подачи ЖИДКОСТИ, а в верхней части - отбойными пластинами 1.

Однако это устройство имеет ограниченную производительность, так как фактор скорости Ф WV, где W - скорость газа в аппарате, м./с; Я - удельный вес газа, кг/м. Это ограничение вызвано уносом жидкости на вышележащую ступень контакта, т. е. неэффективностью сепарации отбойных пластин.

Известно также контактное устройство, в котором для увеличения производительности (фактор скорости в аппарате Ф 4 - 6) применен патрубок с завихрителем и направленный вывод га зо жид костного потока, т. е. усовершенствована сепарационная часть 2.

Недостатком такого технического решения является ограничение допустимой скорости газа в сечении колонны из-за того, что силы сопротивления газообразной среды должны быть меньше сил тяжести, капель жидкости.

Известно также прямоточное контактное устройство, в котором применено более совершенное сепарационное устройство, позволяющее увеличить фактор скорости в колонне, а именно: на выходе патрубка с центробежным завихрителем установлен каплесъемник (пленкосниматель), который за счет разницы диаметров и соосного расположения образует с патрубком периферийный канал. Отбор газового потока производится через центральное отверстие каплесъемника, а жидкости - по кольцевому каналу между каплесъемником и патрубком 3. Недостатком такого устройства является кольцевая форма канала для отвода жидкости, в результате чего отвод жидкости с контактного элемента осуществляется не направленно в сторону слива, а по всему периметру патрубка, что ведет к ограничению расхода жидкости, подаваемой на тарелку. Кроме того, из-за отсутствия направленного отвода жидкости с контактного элемента имеет место перемешивание проконтактировавшей и свежей жидкости на внешней стороне прямоточного патрубка. Постоянное сечение канала также ограничивает диапазон применения контактного устройства по жидкости. Увеличение же сечения канала при недостаточных для него нагруз ках по жидкости приводит к прорыву в него газа, дроблению жидкости и увеличению уноса жидкости с газом. Наиболее близким к предлагаемому является контактное устройство, включающее патрубок с завихрителем, расположенным на входе, каплесъемником. Патрубок выполнен в виде ряда вертикально установленных по окружности пластин радиусного профиля, образующих между собой тангенциальные щели. Концы пластин не перекрывают друг друга, а тангенциальные шели образуют нерасширяюшиися канал для выхода жидкости, что не позволяет регулировать отвод жидкости по высоте 4. Цель изобретения - расширение диапазона эффективной работы путем регулируемого отвода жидкости по высоте. Поставленная цель достигается за счет того, что патрубок выполнен со щелью по всей высоте, при этом внешняя кромка щели перекрывает внутреннюю и расположена под острым углом к образующей патрубка. Кроме того, патрубок снабжен регулировочным приспособлением, установленным между кромками. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1. Устройство состоит из прямоточного патрубка 1, на входе которого размещен завихритель 2, а на выходе непосредственно на патрубке 1 размещен каплесъемник (пленкосниматель) 3 с центральным отверстием 4. Патрубок 1 выполнен со щелью, при этом внутренняя кромка 5 и внешняя 6 перекрывает друг друга, внешняя расположена под острым углом и они образуют расширяющийся кверху и наружу канал 7, ограниченный с-верху каплесъемником 3. Канал 7 снабжен регулировочным приспособлением, состоящим, например, из шпильки 8 и гайки 9. Устройство работает следующим образомГазожидкостная смесь поступает в прямоточный аатрубок 1 и закручивается на завихрителе 2. При этом происходит тепломассообмен между газом и жидкостью. Так как жидкость по удельному весу значительно отличается от газа, она отбрасывается силами инерции на внутреннюю стенку патрубка 1 и движется по нему по восходящей спирально-винтовой линии, а попадая в улиткообразный канал 7, отводится за счет сил инерции цо касательной к прямоточному патрубку в направлении сливного устройства путем ориентации канала. При малых нагрузках по жидкости проконтактировавшая жидкость заполняет нижнюю часть улиткообразного канала, а с увеличением расхода заполняет его полностью. При значительно больших нагрузках по жидкости (абсорберы отбензинивания) улиткообразный канал может быть расширен резьбовым соединением (шпилькой 8 и гайкой 9). Проконтактировавший таз, отсепарированный от жидкости, проходит через центральное отверстие 4 каплесъемника. 3. Использование изобретения позволит применять одно и то же конструктивное исполнение контактного устройства для малых и больших нагрузок по жидкости, например в колоннах осушки газа (малые раходы жидкости) и колоннах отбензинивания (большие расходы жидкости). Кроме того, контактное устройство позволяет за счет более эффективной сепарации жидкости при различных нагрузках и исключения повторного перемешивания жидкости повысить Эффективность массопередачи. За счет увеличения скорости движения жидкости на контактной ступени периметры сливов, а следовательно, и диаметр аппарата также могут быть уменьшены. Конструкция патрубка с перекрывающимися образующими поверхностями позволяет выполнять прямоточный патрубок вальцовкой из листа и отказаться от применения более металлоемких патрубков из трубных заготовок. Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого контактного устройства в колоннах осушки газа и отбензинивания природного газа составляет 70180 рублей в год на один аппарат. Формщла изобретения 1.Контактное устройство, включающее прямоточньш патрубок с завихрителем, расположенным на входе, и каплесъемником на выходе, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона эффективной работы путем регулируемого отвода жидкости по высоте, патрубок выполнен со щелью по всей высоте, при этом внешняя кромка щ-ели перекрывает внутреннюю и расположена под острым углом к образующей патрубка. 2.Устройство по д. 1, отличающееся тем, что патрубок снабжен регулировочным

приспособлением, установленным между кромками.

Источники информации, принятые во внимание при, экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 415023, кл. В 01 D 3/32, 1973.

W

Г

rrrrrrrr

№ 460883, кл.В 01 D 45/12, 1973 (прототип).

Вы ход газа

I Вход газожидкостнои I Фиг. I

Фиг.2