Устройство для распределения фаз

Устройство для распределения фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмх

Соцмалмстмческмк

Реслублмк

Ьп ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1Ц1003877 (61) Дополнительное к авт. свил-ву У 793619 (22) Заявлено 14.01.80 (21) 2867894/23-26 (5I)M. Кл .

В 01 D 53/18

В 01 О 3/22 с присоединением заявки РЙ—

Гееумрстиеай квэтвтвт

СССР вв Флам вэевратеккй к вткрмтмя (28) Приоритет

Опубликовано 15.0383. Бюллетень № 10 а

Дата опубликования описания 15 03 83 (53) УДК 66.015, .23.05 (088.8) В. Н. Соколов, А. И. Карпович, о. А. Иванов, Г. М. ЯКовлвв, В. В. Агеев и А Н. Патутин о (72) Авторы изобретения р

rpo eHcKoe пр изводстве-ое объе ление -Азот- и С О ПрКты,.о Ь

Ф (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗ

Изобретение относится к распределительным. устройствам для распределения легких .продуктов ()IQggcocTH или газа) в аппараты колон

I ного типа, которые заполнены более тяжелым продуктом (жидкостью), и может использоваться, в частности, в качестве газораспределительного устройства для абсорберов со сплошным барботажным слоем.

По основному авт. св. 5о 793619 известно устройство для распределения фаз, которое состоит из пластин, установленных под углом друг к другу и образующих прямые и перевернутые желоба с отверстиями (щелью) в вершинах. Желоба жестко прикреплены к

Г-образному элементу с прорезями в нижней части (т).

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная работа его npu изменении нагрузок по газовой и жидкой фазам в широком диапазоне. Это обьясняется тем, что при резком увеличении расхода газа возрастает динамическое сопротивление отверстий в вершинах перевернутых желобов,, вследствие чего под распределительным устройством образуется слой газовой фазы, что приводит к проходу ее через переливные щели в прямые желоба. Это вызывает нарушение организации потоков фаз и приводит к неравномерному распределению их по сечению ко,лонны. Увеличение высоты распределительного устройства является нецелесообразным,так как, увеличивается его металлоемкость и снижается полезный объем аппарата. Увеличение отверстий в вершинах обратных желобов также нецелесообразно, так как при уменьшении нагрузки по газовой фазе резко снижается скорость его в отверстиях и наблюдается провал жидкой фазы через них и часть отверстий начинает работать в качестве переливных, что снижает эффективность распределения фаз.

Oem изобретения — повышение эффективности работы за счет расширения диапазона устойчивой работы.

Поставленная цель достигается тем, что каждый перевернутый желоб снабжен вставкой, установленной на расстоянии от его стенок и повторяющей форму желоба, при этом она

1003877 4

20 выполнена с отверстием в вершине, соосным отверстию желоба.

Соотношение площадей желоба и вставки составляет 1,5 — 3/1.

На фиг. 1 приведено предлат аамое распре- 5 делительное устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг, 3 узел I на фиг. 1; на фиг. 4 — желоба. распределительное устройство состоит из пластин 1, установленных под углом друг к другу и образующих прямые 2 и перевернутые 3 желоба со щелью 4 и отверстиями 5 в верщинах. Желоба жестко прикреплены к

Г-образному элементу 6, который также жестко прикреплен к стенке колонны 7, 15 образуя колЬцевой канал 8. Г-образный элемент имеет прорези 9. Внутри перевернутых желобов 3 установлена на расстоянии (с зазором) 10 от их стенок вставка 11, копирующая профиль желоба и имеющая отверстия 12 в вершинах, которые выполнены соосно отверстиям 4 перевернутого желоба.

Площадь отверстий желоба и вставки составляет 1,5-3/1.

Каждое последующее распределительйое уст- 25 ройство повернуто относительно предьщущег на 90 .

Устройство работает следующим образом.

Газ, поднимаясь по колонне, накапливается в полостях вставки 11, образуя газовый слой. Высота этого слоя за счет наличия кольцевого . канала 8 и прорезей 9 равномерно перераспределяется по всем вставкам, чем обеспечивается последующее его равномерноу распределение через отверстия 12 и 5

35 по сечению аппарата.

Вследствие того, что площадь отверстий вставки меньше площадей отверстий перевернутого желоба, газ распределяется в объем жидкости над распределительным устройством

40 в виде тонких струек, что повышает эффективность ступени.

Часть жидкости может перетекать через отверстия 5 и зазор 10, что способствует

:урбулизации и дроблению газовой струйки.

При резком возрастании расходов газовой

45 фазы высота газового слоя акже возрастает за счет увеличения динамического сопротивления отверстий 12 вставки, и происходит переток его (газа) через зазор 10 к отверстию

5, что предотвращает оголение распределительного устройства и сохраняет организацию потоков фаэ. К тому же струйное истечение газовой фазы через отверстия 12 и 5 при нормальном режиме и турбулентное истечение ее через зазор 10 и о1верстия 5 при повышен-55 ных нагрузках способствует более эффективному распределению газовой фазы в объем жидкост и над распределительным устройством.

При снижении расхода газа высота газового слоя падает, и истечение газа происходит в вышележащий объем в виде тонких струек, Проконтактированная с газом жидкая фаза скапливается в полостях прямых желобов 2 и через щели в их вершине равномерно распределяется по всему сечению аппарата в объем над нижележащим распределительным устройством, Для более равномерного распределения фаз по сечению аппарата и увеличения эффекта контактирования между ними последующее распределительное устройство развернуто на 90 по отношению к предыдущему.

Исследования проводятся на модельной системе раствор сульфита натрия — воздух и показывают, что при увеличении нагрузки по газовой фазе до 30% по сравнению с прото- . типом эффективность ступени увеличивается в среднем на 11%. В результате исследований выявилось, что оптимальное соотношение площадей отверстий перевернутого .желоба и вставки составляет 1,5-3/1.

При меньшем соотношении распределительное устройство остается инерционным к изменению нагрузки и наблюдаются случаи его оголения.

При увеличении соотношения эффективность распределения газовой фазы снижается за счет выхода больших . пузырей газовой фазы (меньшей эффективности дробления) .

Таким образом, предлагаемая конструкция распределительного устройства позволяет по сравнению с прототипом расширить диапазон эффективной работы его и позволяет применять его устройство в колоннах, подверженных резким колебаниям газовой фазы, в частности в качестве гаэораспределительного устройства в абсорбере утилизации сдувочных газов в производстве аммиака — Й.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции составляет

27000 руб.

Формула изобретения

1. Устройство для распределения фаз по авт. св. N 793619, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что с целью повышения его эффективности за счет расширения диапазона устойчивой работы, каждый перевернутый желоб снабжен вставкой, установленной на расстоянии от его стенок и повторяющей форму желоба, при этом она выполнена с отверстием в вершине, соосным отверстию желоба, 7 d

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 793619, кл. В 01 0 53/18, 1979.

5 100387

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что соотношение площадей отверстий желоба и вставки составляет

1,5 — 3/1. иг.f

В

Т г.Ужгород, ул.Проектная,4

Фиь.