Колонна для тепломассообменных процессов

Колонна для тепломассообменных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5у 4 В 01 D 53/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3856240/23-26 (22) 13.02.85 (46) 30.07.86. Бюл. № 28 (72) В.Н.Исаев, Н.И.Алексеев, В.П.Приходько, Б.Н.Басаргин и А.И.Гаранин (53) 66.074.513(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1001987, кл. В 01 D 53/20, 1981 °

Авторское свидетельство СССР № 1018699:,кл. В 01 D 53/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1034751, кл, В 01 D 53/20, 1982. (54)(57) 1. КОЛОННА ДЛЯ ТЕПЛОМАССО-.

ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, включающая корпус, оросительные устройства, каплеуловитель и насадочные элементы, выполненные в виде конусов с завихря ющими элементами с глухими вершинами, размещенными горизонтальными

„„SU„„1247069 А 1 рядами с образованием между конусами камер для перемешивания фаз, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности путем интенсивного перемешивания, увеличения времени контакта фаз и постоянйого обновления,насадочные элементы снабжены дополнительными конусами, соединенными с основными большими основаниями, и опорными решетками, установленными в местах соединения конусов, а оросительные устройства установлены в каждой камере для пе.ремешивания фаз.

2. Колонна по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что поверхность конуса выполнена в виде лопаток, расположенных тангенциально к образующей конуса с зазором и перекрытием относительно одна другой.

1. 12470

Изобретение относится к насадочным колоннам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ(пар) — жидкость и может быть использовано в нефтеперерабатываS ющей, химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процессов тепломассообмена путем увеличения турбулизации потока, времени, контакта фаз и постоянного обновления.

На фиг. 1 представлена колонна, продольный разрез.; на фиг. 2 — насадочный элемент, общий вид; на фиг. 3 †. разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — расположение насадочных элементов в колонне с одинаковым направлением движения потоков; на фиг. 5 — то же, с противоположным направлением движения потока; на фиг. 6 — шахматное расположение насадочных элементов.

Колонна включает в себя корпус 1, оросительные устройства 2, насадочные элементы 3, установленные в опорных решетках 4 и каплеуловитель 5.

Наружные поверхности насадочных элементов 3 вместе с опорными решетками 4 образуют камеры 6 перемешивания, в которых установлены оросители 7.

Насадочный элемент 3 состоит из двух дисков 8 и шайбы 9, между которыми размещены лопатки 10, образующие полые конусы — прямой и обратный, соединенные большими основаниями с помощью шайбы 9. Лопатки расположены тангенциально к образующей конусов с зазором и перекрытием между соседними лопатками. В некоторых случаях, например, при абсорбции хо40 роша растворимых газов насадочный элемент может быть выполнен в виде полых конусов с просечками по образующим конусови отбортовкамив противоположные стороны (внутрь и наружу 45 конуса). Направление лопаток может быть как по часовой, так и против часовой стрелки. Комбинацией различных насадочных элементов можно получить спутное (фиг. 4) или противопо- о ложное (фиг. 5) движение потоков в зоне 6 перемешивания.Расположение на- садочных элементов может быть многорядньак (фиг. 4-5) или шахматным (фиг. 6).Первый вариант удобнее в слу- 55 чае необходимости размещения в камерах 6 перемешивания дополнительных оросительных устройств 7 (через прямые

69 2 горизонтальные трубы, проходящие через все сечение конуса), но более габаритен.Второй вариант имеет меньшие габариты,но при этом затруднен подвод жидкости в оросительные устройства 7.В этом случае он может быть осуществлен, например, через вертикальные трубы, проходящие сквозь опорные решетки 4.

В качестве оросительных устройств могут быть использованы различные форсунки, в том числе грубого распыла, а в качестве каплеуловителя

5 — жалюзийные или центробежные сепараторы.

Колонна работает следующим образом.

Газ поступает в корпус 1 колонны, проходит через оросительные. устройства 2 и распределяется по насадочным элементам 3. Проходя между лопатками

10 обратного. конуса насадочного элемента 3, газожидкостный поток получает вращательное движение, в результате которого происходит интенсивное перемешивание фаз. При этом капли жидкости, как наиболее тяжелые, движутся к периферии, пересекая газовый поток, в результате чего происходит интенсивный массообмен.

Далее газожидкостный поток попадает в полость прямого конуса насадочного элемента 3, где продолжается процесс интенсивного массообмена и откуда, получив дополнительное закручивание между лопатками 10 верхнего прямого конуса, поступает в камеры 6 перемешивания, Через оросительные устройства 7 в камеру 6 перемешивання подается свежая жидкость и в них происходит столкновение закрученных (в одну или разные стороны) газожидкостных потоков из нескольких насадочных элементов, в результате чего возникает хаотичное, сильно турбулизированное движение фаз, происходит тщательное перемешивание газа с жидкостью, дробление капель и обновление поверхности контакта фаз, выравнивание их концентраций по сечению, а следовательно, достигается интенсификация процессов тепло- и массообмена.

Из камер перемешивания первого ряда газ распределяется по насадочным элементам следующего ряда, и процессы гидродинамики и массообмена повторяются аналогичным образом.

1247 ны.

A-À

f0

Фиг. 3

Интенсификация и полнота процессов массообмена достигается также многоярусностью орошения через оросительные устройства 7, которые размещаются в камерах 6 перемешивания.

Обработанный в насадочной колонне газ очищается от капель жидкости в каплеуловителе 5 и направляется на дальнейшее использование.

Таким образом, предлагаемая наса- 0 дочная колонна по сравнению с прототипом, увеличивает эффективность тепло- и массообмена за счет интенсивного перемешивания взаимодействующих фаз, возрастания времени контак- 5 та фаз, обусловленного зигзагообраз069

4 ным движением потока в осевом направлении и радиальными перемещениями его при вращении, а также за счет постоянного обновления поверхности контакта фаз, обусловленного дроблением жидкости при столкновении закрученных потоков и дополнительного орошения в камерах перемешивания.Кроме того, в предлагаемом устройстве отсутствуют вращающиеся детали.

Эти преимущества имеют особое значение при абсорбции труднорастворимых-газов,т.е. когда необходимы многополочные или многоярусные колон1247069

Фиг,9

Составитель С.Баранова

Редактор Н.Слободяник 6 ехред В.Кадар Корректор И. Муска

Заказ 4047/9

Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4