Газлифтный аппарат

Газлифтный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск из

Соцналнстнческин

Республик

»»812335 (6I ) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 05.03.79 (21) 2732551/23-26 с присоединением заявки № (2о) ПриоритетОпубликовано 15.03.81. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликований описания 18.03.8,1 (5I)N. Кл.

В 01 Д 19/00

В 01 З 3/16

Гбнуйэрстнвнны и квмнтет

СССР по деяям нзэбрвтеннй н вткрытнй (53) УДт(66.015. . 23.05(088,8) (72) Авторы изобретений

А. В. Шишкин, А. Э. Кейв и И. В. Домански (7I ) Заявитель (54) ГАЗЛИФТНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к конструкции газлифтного аппарата и предназначено для использования в химической, нефтехимиче» . ской и других отраслях промышленности для проведения тепломассообмена и различных химических- превращений в системе газ-жидкость, например, при окислении .. кислородом воздуха углеводородов в про--. изводстве синтетических волокон, при проведении реакций основного органического синтеза и т.д.

Известен газлифтный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, верхнюю и нижнюю трубные решетки, в которых закреплены циркуляционные и т5 барботажные трубы, имеющие отверстия для ввода в них газа, технологические штуцеры..

При подаче газа в заполненный жидкой реакционной массой аппарат под нижней трубной решеткой образуется газовый слой, из которого газ через отверстия поступает в барботажные трубы, образуя.. в них газожидкостную смесь. За счет

2 различной плотности газожидкостной смее си в барботажных трубах и жидкой фазы в циркуляционных трубах происходит aiipкуляция реакционной массы, газожидкостная смесь по барботажным трубам движется вверх, а сплошная фаза по циркуляционным трубам движется вниз.

Процесс массообмена между газом и реакционной смесью происходит в барботажных трубах. Отработанный газ удаляется из аппарата через штуцер в верхней камере, а готовый продукт выливается иэ аппарата через штуцер в нижней камере или через штуцер в верхней камере (в зависимости or периодического процесса) fg"

Основным. недостатком работы данного аппарата является то, что очень сложно или совсем невозможно интенсифицировать процесс массоперадачи.

При увеличении производительности процесса,.в котором применяются данные аппараты, .или увеличении выхода целевых компонентов. необходимо применять большое число аппаратов, увеличивать их га812338 баритные размеры, что усложняет технологическую схему процесса, . удорожает производство.

Цель изобретения — интенсификация процессов тепломассообмена за счет увеличения турбулизации газожидкостной смеси и возникновения дополнительных пульсаций жидкости.

Эта цель достигается тем, что, аппарат снабжен обечайкой с крышкой, выполненной с отверстием, установленной на верхней трубной решетке с .возможностью вертикального перемещения, а верхние концы циркуляцяонных и барботажных труб установлены внутри обечайки, которая снабжена клапаном, расположенным под отверстием крышки.

На фиг. 1 представлен газлифтный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - узел А на фиг. 1.

Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, нижней 2 g верхней 3 трубных решеток, в которых закреплены барботажные и циркуляционные трубы 4 и 5, в барботажных трубах 4, имеются отверстия 6, выполненные одного диаметра и расположенные на одинаковом расстоянии or нижней трубной решетки,для ввода газа в барботажные трубы. Барботажные и циркуляционные трубы расположены над верхней трубной решеткой на разном уровне.

Аппарат снабжен обечайкой 7 с крыш« кой 8, выполненной с отверстием 9, установленной на ней трубной решетке 3 с возможностью перемещения. Верхние кон цы циркуляционных и барботажных труб . . установлены внутри обечайки 7, нижний сРез обечайки 7 расположен ниже верхнего среда концов циркуляционных труб.

Обечайка 7 снабжена клапаном 10, расположенных под отверстием 9 крышки 8.

Клапан может быть выполнен в виде поплавка. На верхней трубной решетке усràíoâëåH переливной порог 11 для поддержания определенного уровня жидкости в ней, Аппарат снабжен газоотделителем 12, :расположенным в верхней камере atmapaта, штуцерами для подачи газа 13, дпя подачи реакционной смеси 14, отвода отработанного газа 15, подачи и отвода теплоносителя 16 и 17. гапарат имеет опоры 18 для крепления его на строительных конструкциях.

Аппарат работает следующим образом.

При подаче газа в заполненный жидкой реакционной массой аппарат под нижней трубной решеткой 2 образуется газоl5

Z0

25 зо

55 вый слой, из которого гаэ поступает в барботажные трубы 4 через отверстия 6, образуя в них гаэожидкостную смесь с развитой поверхностью контакта фаз. За счет различной плотности газожидкостной смеси в барботажньи трубах 4 и жидкости в циркуляционных трубах 5 возникает циркуляция реакционной массы, газожид костная смесь по барботажньгм трубам движется вверх, а жидкая реакционная масса по циркуляционным трубам движется вниз. Взаимодействие между газом и жидкостью происходит только в барботажньи трубах.

Жидкость, выходя из барботажных труб, сливаетсяна верхнюю трубную решетку 3, а газ, проходя через отверстие в крышке обечайки 7, попадает на фазо .отделитель 12, где отделяется от капель жидкости, уносимых им, и отводится иэ аппарата через штуцер 15.

По мере накопления уровня жидкости на верхней трубной решетке клапан 10 поднимается. и при определенном уровне жидкости на решетке, поддерживаемом переливным порогом 11, перекрывается отверстие 9 в крышке обечайки 7. Llaaление газа в обечайке поднимается, происходит переток жидкости через зазор между трубной решеткой и нижним срезом обечайки за переливной порог.

Уровень жидкости на трубной решетке понижается, скорость жидкости в циркуляционных и барботажных трубах уменьшается, увеличивается относительная скорость движения газа в жидкости в,барбЬтажных трубах.

По мере снижения уровня жидкости на верхней трубной решетке подъемная сила, действующая на клапан, уменьшается, и при достижении жидкостью определенного уровня он открывает отверстие в крышке обечайки.

Давление газа в обечайке падает, уровень жидкости на трубной решетке начинает увеличиваться, скорость жидкости в циркуляционных и барботажных трубах возрастает, относительная скорость движения газа в жидкости в барботажных трубах уменьшается. Подъемная сила заставляет клапан подниматься, и при достижении определенного уровня жидкости на трубной решетке он перекрывает отверстие в крышке обечайки. Давление под крышкой обечайки возрастает и весь цикл работы повторяется.

Изменение давления под крышкой обечайки йриводит к изменению уровня жидкости над трубами, при этом верхние сре5 812335 зы циркуляционных труб оголяются и расход жидкости в них в какой-то момент времени равен нулю, а это приводит к изменению скорости жидкости во всем аппарате. При сбросе давления под обечайкой циркуляция жидкости в аппарате восстанавливается.

Скорость жидкости в барботажных трубах равна ч и б о р гд 4„, Сч eq

- расходы жидкос ти, подаваемой в аппарат, в циркуляционных трубах, в барботажных трубах; — - число. барботажных труб — площадь сечения барботажной. трубы в циркуляционных

Скорость жидкости трубах равна

v-= h. ,6i ц .и„ где и — число циркуляционных труб, Р, — площадь сеченйя циркуляцион ной трубы.

Таким образом, наличие обечайки с крышкой приводит к постоянному изменению скорости движения жидкости в циркуляционных и барботажных трубах в пределах

ace - и„. ц

6ж ч +6Ц ч аЧ ( ъ а "ю "%

Увеличивается турбулизация газожидкостной смеси в барботажных трубах, в жидкости возникают допо полнительиые пульсационные течения, вы."ывающие уменьшение толщины пристенного ламинарного слоя, что способствует интенсификации процессов тепломассообмена. Повышается удельная производительность аппарата. и селективность процессов, протекающих в системе газ-жидкость, по газовой фазе.

30 Использование газлифтнаго аппарата в.промышленности,позвопяет увеличить : производительность существующих производ:тц упростить технологические схемы процессов, удешевить все производство в, И целом.

Формула изобретения

1. Газлифтный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, циркуляционные и барботажные трубы, закрепленные в верхней и нижней трубйых решетках, при этом барботажные трубы выпол. д нены с отверстиями для ввода газа,. о тл .и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процессов тепломассобмена за счет увеличения турбулизации газожидкостной смеси и возникновения дополни"щ тельных пульсаций жидкости, он снабжен .обечайкой с крышкой, выполненной с огверстием,-, установленной на верхней труб4 . ной .решетке с возможностью вертикального перемещения, а верхние ксвцы циркуляционных и барботажных труб установ33 лены внутри обечайки.

2.Аппаратпоп. 1,отличаю—

m и и с я тем, что обечайка снабжена клапаном, расположенным под отверстием

40 . крышки..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 199087, кл. Б 01® 3/16, 1965.

812335

Составитель Г. Урусова

Редактор М. Петрова Техред М.Коштура Корректор Н. Бабинец

Заказ 615/7 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

ВЮФВ

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