Массообменная колонна

Массообменная колонна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСГ1УБЛИК

:А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К A IÒÎÐÑÊÎÌÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНН и ОМ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.„ (89) 139995, ГДР ф21) 7770843/23-26 (f5 09.10.79 (31) И Р В 01 J /208972, (32) . 09ЛО 79 ,;(33) ГДР

". (46) 15.05.83. Бюл. Я 18 . (72) Хоппе . Клаус, Мюллер йюрген, Келлер .Йюрген, Кульбе Бернд, Лессиг Клаус, Берлин Кристиан и Данке Эккарт(ГДР)

g1) "фЕБ БХемианлагенбаукомбинат

:Лейпциг /Гримма" (ГДР)

ЬЗ) 66 .015 23.05(088.8) . . Т54). (57) 1. ИАССООБИЕННАЯ KOIIOHHA,,:включающая насадку и состоящая из од-:.ной или нескольких контактных зон, ,при.этом каждая контактная зона разделена на непосредственно граничащие. друг с другом насадки, о т л н ч а ю„„Я0„„1017356 уд) 8 01 0 3/32; В: О1 Р 53/20 щ.а я с я тем, что насадка контактной зоны .:состоит.из нескольких, ми. нимум трех, непосредственно граничащих между собой. регулярных насадок -3-5- с различной геометрией,но одинаковой структурной конфигураци- ей, причем в .зависимости от нагрузок по- пару и жидкости конструктивно-геометрические величины, влияющие на. предельно. допустимую нагрузку, подобраны таким образом, что сво- бодное сечение потока соответствует нагрузкам, и каждая наседка 3-5 работает в ойтимальнюм диапазоне нагрузок.

2. Колонна по п..1 o t л и ч а ю- I щ а я с я тем,:что внещние кромки, крайних элементов насадок 6 направлены наклонно вверх к стенке -колонны.

1O17)S6

Изобретение относится к массообменной колонне, которая состоит из . одной или нескольких контактных зон, оснащенных упорядоченными насадками.

Колонны, подобного вида применяются преимущественно в химической технологии, где нагрузка по пару по высоте одной контактной зоны подвергается более высокому,, но постоянному изменению. 10

Согласно патенту GhlA 3 959 419 известен метод .контактирования жид- кость-пар в устройстве в виде колонны, состоящем из одной или нескольких контактных зон, причем каждая 35 имеет определенное количество тарелок типа Трид" и непосредственно над ними имеется насадка из насадочных тел.

Однако за счет комбинации неупоря- 20 доченно и упорядоченно. расположенных насадок сочетаются:массообменные элементы с различной рабочей характеристикой. Следствием этого. является тот факт, что -режим работы колонны не гарантируется .оптимально свыше требуемого диапазона нагрузки для обеих насадок на промышленных колоннах. Например, отмечается, что различные насадки в зависимости от нагрузок по жидкости и газу имеют расходящую характеристику эффектйвности разделения.

Относительно распределения жидкос ти комбинации насадок различной кон-. фигурации структур и принципа действия оказывают отрицательное влияние, т.е . эа счет свойств распределения жидкости верхней насадки задается профиль распределения жидкости ч 40 для соответственно расположеннои ниже насадки, но не является для нее оптимальным.

Вследствие относительно грубой структуры насадки недостаток заключается в том, что насадочные тела

45 из верхней насадки попадают в грубуе структуру насадки.

Этот недостаток особенно проявляется у массообменных колонн с пульсационной нагрузкой и при воздействии50 вибрации. За счет проникновения насадочных тел в набивки в этой зоне бесконтрольно уменьшается объем пустот. Вследствие этого повышается гидравлическое сопротивле- M ние и при сильно уменьшенном объеме пустот местами возникают эастойнйе явления в контактных зонах.

Цель изобретения - создание массообменной колонны, снабженной регулярными насадками, разделенной на одну или несколько контактных зон, в которой по всей высоте контактной зоны (контактных зон ) будут созданы оптимальные рабочие условия для насадки с целью достижения минимального гидравлического сопротивления при одновременной высокой эффективности разделения.

В основе изобретения стоит задача ° реализовать соответствующую цели постепенную подгонку к нагрузкам по пару и жидкости, изменяющимся по высоте контактной зоны, при избежании местных сопротивлений потока и при достижении необходимого равномерного распределения жидкости внутри каждой контактной зоны.

Эта цель достигается тем, что насадка контактной зоны состоит из нескольких, минимум трех, непосредственно граничащих между собой насадок с различной геометрией, но с единой структурной конфигурацией.

При этом в зависимости от нагрузок по газу и жидкости конструктивно-геометрические величины, влияющие на предельную допускаемую нагрузку, по;, добраны таким образом, .что свободное сечение потока соответствует нагрузкам и каждая насадка работает в оптимальном диапазоне нагрузок.

Непосредственно граничащие насад- ки контактной зоны располагаются друг к другу под углом 90. Следующий отличительный признак изобретения заключается в том, что насадки в верхней части каждой контактной зоны вблизи стенки колонны сконструированы и расположены таким образом, что за счет их достигается равномерный профиль жидкости для граничащих насадок.

Изобретение поясняется ниже на примере исполнения. Пример исполнения относится к высокопроизводительной массооЬменной набивке для колонн согласно 0L - PS 82 457.

На фиг. 1 показан частичный разрез массообменной колонны с изображением двух контактных зон; на фиг.2графическое изображение кривой нагрузки через две изоЬраженные на фиг. 1 KOHTBKTHQe зоны и ступенчатое изменение нагрузки набивок согласно фиг, 1.

3 1017354- 4 тельных отверстий для-прохода газа, иикиовения гюверхностей отдельных элеза счет применения перфорированного ментов насадок. 3а счет точечных соп- основного. материала с различным соот- зв фикосновений .поверхностей достигают ношением отверстий и различной тол- .многочисленных кромок перераспределещиной материала, а также за счет раз- ния жидкости и регенераций контактличного направления расгюложения от-. ншх гюверхностей. верстий для прохода газа в основ- . Соответствующее изобретению реыеном материале отдельных элементов О. ние можно применять и для технологие

3$

У изображенной на фиг,l контакт.- ческих процессов у которых, в отлиной:зоны 1 уменьшение. свободного чие 0Т поясненного здесь примера иссечения потока от насадки.к насад- -гюлнения, объемный поток пара увелике реализуется за .счет вариации шм- чивается в направлении потока пара рицы и высоты отдельных элементов, à 4О. при прохождении контактной зоны . также вариаций .величины и количест- Решающее технико-экономическое ва дополнительных отверстий для пропреимущество изобретения состоит в хода газа 9. тсни,- что достигается уменьшение необКонтактная зона 2 на фиг, 1 име-. ходимого диаметра колонны, снижеет в отличие -от контактной зоны. 1 ниФ необходимой- высоты насадки на четыре насадки 10-13. Эти четыре одну контактную зону для реализации насадки необходимы, чтобы обеспечи- задачи разделения и понижение неоЦвать хорошее сближение к изображен- ходымой гютери давления для реалязаной на фиг. 2 для контактной зоны 2 . ции общего. процесса, кривой нагрузки по высоте контакт- Признано изобретением по результа$0 ной эоны 2. Тем самым должно быть там экспертизы, осуществленной Beдомовом по изобретательству Германской Демократической Республики. показано, что количество насадок внутри контактной зоны определяетсяИассообменная колонна состоит из имеющейся разницей нагрузок. между .нескольких контактных зон, из кото- . входом и выходом контактной зоны и .рых на фиг. 1 изображены контакт- . кривой, нагрузки bio высоте соответст-ные зоны 1 и 2. Соответственно, . вующей контактной зоны.

I изображенной на фиг, 2 кривой наг- $ . У насадок 3 и 4 крайние элементы. рузки по высоте контактной зоны !она б выполнены таким образом, что для состоит из трех насадок 3-5, имею- достижения равномерного распределещих при одинаковой компоновке раз- ния жидкости гю высоте всей контактличную геометрию. ной зойы и сечению колонны, жидкость

По изображенной на фиг. 2 кривой 10 из зоны стенки колонны ведется в напнагрузки по Ьысоте контактной зоны 1 равлений середины колонны. видно, что нагрузка в направлении .При этом внешние кромки крайних поднимающегося потока пара непрерывно элементов 6 направлены наклонно понижается; Учитывая. эту кривую вверх к стенке колонны и не имеют нагрузки, самая нижняя насадка 5 1$ дополнительных отверстий для прохода имеет наибольшее свободное сечение газа 9. потока. Расположенная над ней насад- . Достижению. этой цели помогает, ка 4 имеет по сравнению с насад- кроме того, подгонка распределителя кой 5 меньшее свободное сечение пото- жидкости 7 к свойствам самостоятелька. Уменьшение от насадки к, насадке 26 ного. распределения жидкости, в осопродолжается в направлении поднима- беннасти насадок - 3 и 4. Например, ющегося парового:потока. подгонка достигается sa счет.концентЭто уменьшение свободного сене- рации мест распределения жидкости в

: ния потока от насадки к насадке реа- ..зоне середины колонны . лизуется за счет варйации ширины и 35 Насадки 3-5 расположены под углом высоты отдельных элементов наса- .90 по отнааению.одна к другой. За док, величины и количества дополни- счет этого избегают взаимного прсf017356

Составитель Г.- Урусова .

Техред Ж. Кастелевим Корректор г .Ленчик

Редактор Н.Горват

Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 342б/9 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиктета СССР по делан изобретений и открытий

° 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5