Контактное устройство для ректификационных колонн
Иллюстрации
Реферат
Союэ Советских
Социалмстиыесиих
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22} ЗаЯвлено05.07.77 (21) 2504283/23-,26 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37
Дата опубликования описания 05.10,79
»»689694 (51) М. Кл.
В 01 О 3/28
В 01 О 53/20
Гооудврственный комитет
СССР по делам изооретеннй и открытий (53) УДК 66.015.23. .05 (088.8) (72) Автор изобретения
В. А. Вальдман
Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель (S4) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ
КОЛОНН.Изобретение относится к области пищевого и химического аппаратостроения, а более: конкретно — к контактным устройствам для проведения процессов вакуумной ректифнкации, например процессов разделения смесей жирных кислот и спиртов для.получения индивидуальных веществ.
Известны контактные устройства для ректификационных колонн, состоящие из набора параллельно расположенных пластин, перфорированных отверстиями различной конфигурации: зигзагообразными (l l или прямоугольными типа просечек с отбортовкой (21.
Ректификационные колонны с такими контактными устройствами работают обычно при (противотоке пара и жидкости. Орошаюшая жидкость (флегма) стекает по поверхности пластин, разрываясь в местах расположения отверстий с образованием струй и капель. Поток пара поднимается по вертикальным каналам между пластинами и контактирует в отверстиях с каплями и струями, где пар пересе. кает путь их движения.
Эффективность массообмена в таких колоннах зависит от равномерности распределения жидкости на поверхности пластин и условий взаимодействия фаз вдоль траектории их взаимного контакта.
В этих контактных устройствах имеют место нарушение гидродннамического режима течения пленки жидкости при обтекании отвер„-тий и частичный провал жидкости при отрыве капель от кромок по периметру отверстий, что снижает эффективность массообмена.
В центре каналов не обеспечивается сепарация восходящего парового потока от мелких капель жидкости, при этом движущая сила массообменных, процессов уменьшается.
Известно также контактное устройство, включающее набор вертикальных пластин с прямоугольными отверстиями, имеющими зубчатые кромки и расположенными в шахматном порядке, причем оси зубьев верхних и нижних кромок совпадают (3).
Для этого контактного устройства характерно снижение эффективности масоообмена из-эа того, что элементы устройства не вполне
689694 обеспечивают равномерное распределение жидкости между пластинами по всей высоте каналов и недостаточно турбулизируют пленку на сплошной поверхности пластин и в отверстиях. Эффективность массообмена снижается также из-за первоначальной неравномерности орошения пластин распределительными устройствами вверху колонны без последующего перерас: пределения жидкости в каналах,а также из-за неполной сепарации увлекаемых паровым потоком 10 мелких капель.
Цель изобретения — повышение эффективности контактного устройства эа счет беспровального и многократного перераспределения орошающей жидкости (флегмы) между пластинами по всей высоте каналов, дополнительной деформации и турбулизации пленки в местах расположения отверстий и сепарации пара от мелких капель жидкости.
Это достигается тем, что пластины снабжены размещенными в их отверстиях спиральными вставками из перфорированной ленты, вдоль образующей которой в отверстиях установлены рядами проволочные ерши, причем наружные концы их касаются кромок отверстий пластин и боковых поверхностей соседних пластин, а внутренние концы пересекаются. Для удобства крепления спиральных вставок пластины снабжены пружинными скобами с отогнутыми концами, входящими в пазы на нижних горизонтальных кромках отверстий.
На фиг. 1 показано расположение пластин и спиральных вставок; на фиг. 2 — сечение
А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — закрепление ершей по образующей лентъг на фиг. 4 — сечеД ние Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — крепление I витков пружинными скобами.
Контактное устройство состоит из набора пластин 1 с отверстиями 2 прямоугольной формы, расположенными в шахматном поряд40 ке. В отверстиях пластин соосно устанавливаются спиральные вставки 3 из перфорированной ленты. Вдоль образующей спирали в круглые отверстия перфорации ленты закрепляются рядами проволочные ерши 4. Ерши
45 размещены в радиальном направлении таким образом, что наружные короткие концы касаются кромок прямоугольных отверстий и боковых поверхностей соседних пластин, а внутренние длинные концы пересекаются на
50 осях спиралей. Крепление спиральных вставок осуществляется путем прижима витков спирали пружинными скобами 5 с отогнутыми концами, которые входят в пазы на нижних
55 горизонтальных кромках отверстий. Сочленение пластин параллельно друг другу осуществляется с помощью дистанционных колец и резь бовых стяжек, при этом проволочные ерши плотно прижимаются к поверхности смежных пластин.
Контактное устройство работает следующим образом.
Пар подают в каналы между пластинами, а жидкость (флегма) с помощью распределительных устройств орошает пластины сверху, жидкость в виде пленки стекает по поверхнос ти пластин, встречая на своем пути прямоугольные отверстия со спиральными вставками, снабженными ершами. В местах расположения отверстий пленки дробится витками ленточной спирали на отдельные струи и капли, часть жидкости переливается по ленте спирали на соседние пластины, при этом многократно деформируется и перераспределяется ершами, которые одновременно препятствуют провалу жидкости в центре каналов. Восходящий поток пара изменяет свое направление в местах расположения отверстий и входит в промежутки между витками спиральных вставок и рядами проволочных ершей, перемещаясь в соседние каналы и двигаясь далее по траектории, имеющей вид петли.
Массообмен между паром и жидкостью происходит не только на сплошной поверхности пластин, но и в местах расположения спиральных вставок с ершами, Пронизывая ряды проволочных ершей в разных направлениях, пар дополнительно турбулизирует жидкость в центре отверстий и в местах соприкосновения витков спиралей с кромками отверстий, при этом расширяется зона активного контакта фаз, что способствует повышению эффективности массообмена. Витки спиралей с ершами повышают удерживающую способность контактного устройства и стабилизируют процесс массообмена в центре каналов. Верхние ряды спиральных вставок с ершами нивелируют первоначальную неравномерность орошения пластин, а также оказывают сепарирующее воздействие на паровой поток, пар перемещается вдоль оси и поперек отверстий по сложной постоянно изменяющейся траектории, при этом происходит отделение увлекаемых мелких капель жидкости и удерживание их на поверхности проволочных ершей.
Таким образом, в контактном устройстве, снабженном спиральными вставками с ершами, создаются благоприятные условия для многократного обновления межфаэной поверхности ие только на сплошных участках пластин, но и в местах расположения отверстий, что ловышает разделительную способность устройства в целом.
689694
3 1
Puz. 2
Формула изобретения
1.Контактное устройство для ректификацнонны.. колонн, включаюшее набор. вертикальных пластин с прямоугольными отверстиями, расположенными в шахматном порядке, о т л и = ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет беспровального и многократного перераспределения орошаницей, жидкости между пластинами, дополнительной деформации и турбулизации пленки в местах расположения отверстий, сепарации пара or мелких капель в центре каналов, пластины снабжены размешенными в нх отверстиях спиральными вставками из перфорированной ленты, вдоль образуюшей которой в отверстиях установлены рядами проволочные ерши, причем наружные концы их касаются кромок отверстий пластин и боковых поверхностей соседних пластин, а внутренние концы пересекаются.
2. Контактное устройство по и. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что с целью удобства крепления спиральных вставок, пластины снабжены пружинными скобами с отогнутыми концами, входящими в цазы на нижних горизонтальных кромках отверстий.
Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР У210093, кл. В 01 Н 53/20 1966
2. Авторское свидетельство СССР Р294635, кл. В 01 D 53/20, 1968.
3. Авторское свид.-.т льстив СССР Х 440147, кл, В 01 С:; ":,::i .,: —. r-a:).
689694
Тираж 877 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
:1аказ 5847/4
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4
Составитель А. Сандор
Редактор Ф. Серебрянский Техред Л.Алферова Корректор -f. Стец