Тепло-массообменная колонна

Тепло-массообменная колонна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

=ИЧ

ОПИС

ИЗОЬаЕтЕНИЯ (ц 608535

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.01.75 (21) 2094933/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.78 (51) М. Кл 2 В 01D 3/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 65.015.23.05 (088.8) (72) Авторы изобретения Б. И. Виноградский, С, К. Силкин, Л. И. Колесникова, В. В. Дильмаи, А. М. Соколов, А. Н. Гуров, Б. И. Лурье, В. М. Лукьяненко, Н. А. Кочергин и А. Н. Дьяченко (71) Заявитель (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам и может найти применение в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей, а также в других отраслях промышленности, в процессах абсорбции, десорбции, ректификации, при протекании которых целесообразно подводить (отводить) тепло по всей высоте аппарата.

Известны клапанные тарелки, которые позволяют увеличить диапазон устойчивости работы, состоящие из подвижных створок, шарнирно-скрепленных между собой (1).

Однако такие тарелки влекут за собой снижение надежности и повышают влияние инерционных сил.

Известна тепломассообменная колонна, включающая корпус, содержащий вертикальные трубки, внутри которых на различной высоте размещены перекрывающие часть свободного сечения колонны перекрывающие элементы, выполненные в виде горизонтальных тарелок, края которых загнуты вниз, По краям тарелок прорезаны пазы, сквозь которые снизу пробивается газ, удерживая на определенном уровне жидкость на тарелке, с которой она стекает на нижерасположенную тарелку. Все тарелки жестко присоединены к штоку. Конструкцией предусмотрен подвод (отвод) тепла к стенкам колонны,(2).

Известная тепломассообменная колонна имеет узкий диапазон рабочих нагрузок из-за малого (20% ) свободного сечения трубки, жестко определенного конструкцией перекры5 вающего элемента. При этих условиях существует точно определенные максимально допустимые нагрузки по газу, выше которых наступает явление захлебывания и инверсии.

При нагрузках ниже минимально допустимых

10 конструкция работает либо в пленочном (сравнительно малоэффективном), либо в капельном (еще гораздо менее эффективном) режимах.

Целью изобретения является повышение

15 устойчивости работы колонны при широком диапазоне рабочих нагрузок.

Для этого каждый перекрывающий элемент выполнен в виде отстоящих друг от друга лепестков выпуклой формы, причем лепестки прикреплены к штоку с помощью гибкого элемента.

Установка перекрывающих выпуклых элементов позволит существенно (в 2 раза) повысить эффективность колонны при значительном расширении диапазона рабочих нагрузок (примерно в 3 — 4 раза) за счет саморегулирования свободного сечения колонны с изменением рабочих нагрузок путем изменения положения выпуклых элементов в труб30 ках.

608535

ЗО

В случае применения описываемой конструкции при определенных нагрузках по газу и жидкости в трубках наряду с пленочным возникает барбота>кный режим, тепломассообмен усиливается, возрастает время пребывания жидкости в колонне. На указанные выпуклые элементы взаимодействующими потоками накладывается пульсация, которая передается элементами на барботируемую и стекающую жидкость, что так же интенсифицирует тепломассообмен.

Под влиянием увеличения нагрузки и, как следствие этого, перепада давления столба жидкости па элементы, выпуклые вниз, и давления потока газа на эти же элементы последние прогибаются и увеличивают свободное сечение колонны, что позволяет еще больше увеличить нагрузки на колонну без захлебывания, но в черезвычайно интенсивном режиме работы. Под влиянием снижения нагрузки и перепада давления на выпуклые вниз элементы последние выпрямляются и уменьшают свободное сечение колонны, что позволяет работать колонне в черезвычайно интенсивном режиме при сниженных до определенного предела нагрузках.

На фиг. 1 изображена предлагаемая колонна, продольный разрез; на фиг. 2 — схема работы отдельной трубки в эффективном режиме; на фиг. 3 — разрез А — Л на фиг. 2.

Тепломассообменная колонна содержит корпус 1, внутри которого расположены вертикальные трубки 2, своими концами закрепленные в трубных решетках 3. Внутрь каждой трубки помещены штоки 4, с присоединенными к ним одним концом с помощью гибкого элемента на различной высоте выпуклыми перекрывающими элементами 5, которые заключены между двумя втулками 6.

Тепломассообменная колонна работает следующим образом. жидкость поступает с верху колонны, стекает по внутренним поверхностям трубок 2 в виде пленки и контактирует с поднимающимся с низу колонны по тем же трубкам газом.

В межтрубном пространстве циркулирует хладагент. Внутри трубок размещены штоки

4 с закрепленными на них при помощи гибкого элемента выпуклыми (с целью уменьшения сопротивления со стороны газа) элементами 5, перекрывающими часть свободного сечения трубки на различной высоте.

При малых нагрузках колонна работает в пленочном режиме.

С возрастанием нагрузки на элементе 5 образуется слой жидкости, через который барботирует газ; при дальнейшем увеличении нагрузки этот слой растет. С увеличением нагрузки возрастает перепад давления на элемент 5, выпуклый вниз, лепестки которого под его воздействием прогибаются, увеличивая свободное сечение трубки, что позволяет колонне работать в черезвычайно интенсивном режиме без захлебывания.

При уменьшении нагрузки уменьшается перепад давления на выпуклый вниз элемент, который выпрямляется, уменьшая свободное сечение трубки, это позволяет колонне работать в интенсивном режиме так же и при сни>кенных нагрузках, расширяя диапазон эффективных рабочих нагрузок.

Формула изобретения

Тепломассообменная колонна, включающая корпус, расположенные в нем вертикальные трубки, внутри которых на различной высоте размещены перекрывающие элементы, одним концом прикрепленные к штоку, о т л и ч а ющ а я ся тем, что, с целью устойчивой работы колонны при широком диапазоне рабочих нагрузок, каждый перекрывающий элемент выполнен в виде отстоящих друг от друга лепестков выпуклой формы, причем лепестки прикреплены к штоку с помощью гибкого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 298337, кл. В 01D 3/22, 1969.

2. Патент Англии № 1023620, кл. В 1К, 1964, 608535 юыхад плпнвеителл д агента) menn (xnааа бход газа фиг. f

А-А фигЗ

Составитель О. Баранова

Техред Н. Рыбкина Корректор И. Позняковская

Редактор T. Пилипенко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1008/4 Изд. № 464 Тираж 964 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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