Насадка для массообменной колонны

Насадка для массообменной колонны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННОЙ КОЛОННЫ, выполненная в виде пучков труб, касающихся друг друга наружными поверхностями, и расположенных рядами по высоте колонны, отличающаяся тем, что, с целью з еличения производительности , колонны и интенсификации процесса массообмена, каждая труба снабжена направляющими лопатками, расположенными на наружной поверхности, и спиральной лентой с буртиком, установленной на внутренней поверхности и выполненной из отрезков переменной ширины, при этом концы каждого отрезка спиральной ленты смещены по вертикали по отношению к концам предыдущего отрезка и выполнены в виде наклонных желобов, направленных навстречу друг другу 2. Насадка поп, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения продольного перемешивания фаз путем обеспечения непрерывного перераспределения потоков трубы каждого последукщего ряда смещены по отношению к трубам предыдущего ряда на половину диаметра.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„1152608

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3688207/23-26 (22) 06.01.84 (46) 30.04.85.Бюл„Р 16 (72) M.З.Максименко,P.Á.Тукаева, P Г.Науширванов, А.Ф.Махов, И.Л.Кушнир,М.Н.Кутушев,А.Г.Кузнецов, Х.Х.Шияпов, М.П.Кальсина, А.П.Ребров и О.А.Закиров (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66.06 1.5 (088.8) (56) 1.Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. Под ред.Бондаренко Б.И.

"Химия",1983.

2.Авторское свидетельство СССР

11 482181, кл.В 01 D 11/04,1975. (54)(57) 1.НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННОЙ КОЛОННЫ, выполненная в виде пучков труб, касающихся друг друга наружными поверхностями, и расположенньм рядами по высоте колонны, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения производительности колонны и интенсификации процесса массообмена, каждая труба снабжена направляющими лопатками, расположенными на наружной поверхности, и спиральной лентой с буртиком, установленной на внутренней поверхности и выполненной из отрезков переменной ширины, при этом концы каждого отрезка спиральной ленты смещены по вертикали по отношению к концам предьдущего отрезка и выполнены в виде наклонных желобов, направленных навстречу друг другу.

2. Насадка по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения продольного перемешивания фаз путем обеспечения непрерывного перераспределения потоков трубы каждого последующего ряда смещены по отношению к трубам предыдущего ряда на половину диаметра.

1152608

Изобретение относится к насадкам для контактирования жидкости с жид.костью в массообменных колоннах, Известна насадка в экстракционных колоннах на установках деасфальтиза- 5 ции нефтяных остатков, для которых характерны большие скорости и значительная вязкость сырья 313.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является насадка в которой каждая труба в верхней части снабжена трубой меньшего диаметра, соединенной с ней коническим переходником, боковая поверхность 15 которого выполнена с продольными щелями или перфорацией. При этом зазоры, образованные между смежными трубами в насадке, заглушены. При рабате насадки жидкость собирается между коническими переходниками и далее через отверстия поступает в трубу большего диаметра. Навстречу жидкости вверх по трубам поступает газ, который реагирует со стекающей жидкостью (2 1«

Недостатком данной насадки является большое сопротивление при работе аппарата на системе жидкость — жидкость из-за того, что часть,попереч- ЗО ного сечения колонны заглушена. Кроме того, в этой насадке прн работе на высоковязких жидкостях возможна закупорка отверстий, которая ведет к захлебыванию колонны. Кроме того, в указанной насадке отсутствуют элементы, способствующие непосредственному взаимодействию фаз, увеличению поверхности их контакта, турбулизации и поперечному перемешиванию 40 потоков. В результате увеличивается продольное перемешивание потоков и снижается эффективность процесса массопередачи.

Цель изобретения — увеличение 45 производительности колонны, уменьшение продольного перемешивания и ы тенсификация процесса массообмена„

Поставленная цель достигается тем, что в насадке для массообменной g) колонны, выполненной .в виде пучков труб, касающихся друг друга наружными поверхностями, и расположенных рядами по высоте колонны, каждая труба снабжена направляющими лопатками, 55 расположенными на наружной поверхности, и спиральной лентой с буртиком, установленной на внутренней поверхности и выполненной из отрезков переменной ширины, при этом концы каждого отрезка спиральной ленты смещены по вертикали по отношению к концам предыт дущего отрезка, и выполнены в виде наклонных желобов, направленных навстречу друг другу.

Кроме того, трубы каждого последую-. щего ряда смещены по отношению к предыдущему на половину диаметра.

На фиг.1 показана насадка, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — элемент насадки в аксонометрии.

Насадка состоит из пучков труб 1, направляющих лопаток 2, спиральных лент, выполненных в виде отрезков 3, отбортовок 4,наклонных желобов 5 и жалюзийных тарелок 6.

Насадка работает следующим образом, (рассматривается вариант работы колонны, когда дисперсная фаза движется снизу вверх .

Капли дисперсной фазы, выйдя из распределителя, попадают в пространство между наклонными пластинами жалюзийной тарелки. Здесь они коалесцируют и в виде пленки движутся вверх по поверхности жалюзи.

Благодаря наклонному расположению жалюзи и ориентации их в направлении к спиральным лентам большая часть дисперсной фазы, стекая с жалюзи, попадает непосредственно на нижнюю поверхность соответствующе го отрезка спиральной ленты и движется вверх по нему в виде пленки.

Оставшаяся часть дисперсной фазы поднимается в виде капель по центральной части трубы.Дисперсная фаза, движущаяся пленкой, в конце спирального отрезка поступает иа наклонный желоб. За счет уменьшения сечения желоба скорость дисперсной фазы увеличивается и она истекает с него в виде струи. При этом за счет наклонного расположения желоба струя получает направление навстречу наклонному желобу вышележащего отрезка спиральной ленты. Сплошная фаза поступает в трубы и межтрубное пространство, в котором за счет изготовления боковой поверхности труб с направляющими лопатками уменьшается байпасирование потоков, происходит их турбулиэация, ведущая к интенсификации процесса экстракции.Сплошная фаза, которая поступает в трубы, делится

1152

3 на два потока, первый из которых двигается прямолинейно по центральной части трубы навстречу каплям дисперсной фазы, а второй закручивается, попадая на спиральную ленту пере- 5 менной ширины, снабженную буртиками.

Наличие буртика на спиральной ленте препятствует срыву потока в центральную часть трубы, а изменение ширины способствует увеличению скорос.1р ти потока. Дойдя до конца соответствующего отрезка спиральной ленты, сплошная фаза с большой скоростью поступает на наклонный желоб и дальше струей истекает навстречу струям дисперсной фазы. В результате происходит динамическое взаимодействие струй сплошной и дисперсной фаз,которое значительно увеличивает поверхность контакта фаз иинтенсивность gp массопередачи. После взаимодействия фаз в пространстве между наклонными желобами соседних отрезков спиральной ленты они поступают на следующий отрезок и весь процесс повторяется до тех пор,пока фазы не дойдут до очередного ряда труб, которые смещены по отношению к предыдущему на половину диаметра. Благодаря этому смещению потоки фаз, которые двигались по поверхностям спиральной лен. ты, при достижении следующего ряда

608 4 будут двигаться по их центральной части, а потоки, которые двигались по центральной части — переместятся по направлению к спиральным лентам.

В результате при перетекании фаэ с ряда на ряд, происходит непрерывное перераспределение потоков по поперечному сечению, что наряду с разделением колонны за счет установки пучка труб на систему параллельных аппаратов меньшего диаметра значительно уменьшает продольное перемешивание потоков °

Таким образом, снабжение боковой поверхности труб направляющими лопатками, помещение внутри труб спиральных лент, смещение каждого ряда труб по отношению к предыдущему на половину диаметра и установка труб на поры, выполнение в виде жалюзийных тарелок, при незначительном увеличении гидравлического сопротивления существенно снижает продольное перемешивание фаз, увеличивает производительность колонны и интенсифицирует процесс экстракции.

Использование изобретения позволяет увеличить производительность колонны на 20-30Х уменьшить кратность растворителя на 15-20Х увеличить отбор целевых продуктов на

1-2Х.

)152608

ВНИИПИ Заказ 2368/4 те аж 659 Подннсное

Филиал ППП "Патент", г. Унгород, ул. Проектная, 4