Массообменный колонный аппарат

Массообменный колонный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ()858866 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.07.79 (21) 2799834/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 01 D 11/04

Гооударствеиимй комитет по делам иэобретеиий

N открытий

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.81 (53) УДК 66.061..5 (088.8) И. Я. Городецкий, А. А. Васин, А. Е. Костанян, .

Б. С. Смолянский, А. С. Бадриан, 3. Я. Кервалишвили, Г. Т. Гоголадзе, Г. А. Пагава, Г. А. Николишвили и М. Н. Генгашвили (72) Авторы изобретения

А

l (71) Заявитель (54) МАССООБМЕННЫЙ КОЛОННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратуре, предназначенной для осуществления процессов массообмена и может быть использовано в химической, нефтехимической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности.

Известен вибрационный массообменный аппарат колонного типа, состояший из корпуса, верхней и нижней отстойных зон, патрубков для ввода и вывода исходных и конечных продуктов, дисков насадки и секци онируюших перегородок, жестко закрепленных на неподвижной штанге привода. Перфорации дисков вибрирующей насадки выполнены в виде конических отверстий или сопел (1).

Вибрационные колебания дисков насадки в таком аппарате генерируют активное движение рабочих сред в направлении сужения конических каналов, что объясняется разницей местных гидравлических сопротивлений при входе жидкости в такой канал со стороны меньшего и большего отверстий.

Недостатком его является низкое секционируюшее действие дисков вибрирующей насадки, поскольку обе взаимодействующие фазы через конические отверстия дисков проходят совместно в одном направлении.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет улучшения секционирования потоков фаз.

Поставленная цель достигается тем, что секционирующие перегородки выполнены в виде дисков с отбортовкой и коническими отверстиями, при этом вершины конусов, расположенных по периферии перегородок, направлены в сторону патрубка вывода дисперсной фазы, а вершины конусов, расположенных по центру перегородок, направлены в сторону патрубка вывода сплошной фазы.

Целесообразно также, чтобы отношение величины суммарной площади выходных

1з отверстий конусов, вершины которых направлены в сторону патрубка вывода сплошной фазы, к величине суммарной плошади выходных отверстий конусов, вершины которых направлены в сторону патрубка вывода дисперсной фазы, было бы пропорционально соотношению объемных скоростей соответственно сплошной и дисперсной фаз и определяется формулой

858866

L ! х —,=(,р, 1.1(i), — коэфф и ц|!CHT, pa пи!11 (, 5 о ! прелпочтитсл1 |и> К = — ) .

)lярнь|е и io1ila. н! вь| о.|ных о1- 5 д персl ий кони |еских каналов, ня пра вленных в сторону патрубков вывода сп IonIHoH и аис|!ерснои (Раз соответственно;

vÄ H vä-объемные скорости сплошной и дис. перепой фяз ня вхоле в аппарат. 1О

Пег!есообр(>зно также. чтобы отбор гонка сскциониру!о|них перегоролок была направ1(1!я в сторо|пг пятрубкя вво.ia лисперсной фЯЗ1,1 11;>ППЯРЯ"

Цс.;ос(1об!)язно a кж(. 11 oobi .(пя ме 1,, с(кционир !о(ц!!х перегоролок с()стявля,i о1,1

О,(!4 — 0,(96 от внутреннего лия >стра корпуc

Величина с ммаряои пло!цяли выходных отверстий перегородок была бы равна 0,8

1,0 величины площади свободного сечения 20 тя ре.ц>к.

11я фиг. представлен секционированный колонныll мяccообменный аппарат с вибрирук)!ними тарелками; на фиг. 2 — — секционир) ющая перегородка.

Апп|1 р<|т cocTDHT из Hop nx ca 1 с крыш кои

2, верхней 3 и нижней 4 отстойных камер, патрубков 5 и 6 лля вво|а соответственно ,IHcnepcIr<>I(и плон(ной фаз, 7 и 8 лля выво.|а л>!спе1)зной и сплошной фаз, подвижной штанги 9 с приволом. На штанге 9 з0 жестко закреплены перфорированные тарелки 10 и секционирую!цие перегородки ll, Секционирующие перегоролки имеют отбортовку 12 и лве группы конических отверстий

13 и 11, направленных конусами вверх и вниз.

При работе аппарата взаимодействующие фазы движутся в корпусе 1 противотоком, а штанга 9 вместе с тарелками 10 и секционирующими перегородками 11 совершает возвратно-поступательные вибрационные коле- 40 бания. Вибрационные колебания тарелок способствуют активному дроблению дисперсной фазы и активному перемешиванию обеих фаз.

Аппарат работает следующим образом.

Рассмотрим, например, случай, когда 45 легкой фазой является дисперсная. В этом случае дисперсная фаза, двигаясь по аппарату снизу вверх, накапливается под секционирующими перегородками 11 в пространствах, ограниченных перегородками и

50 их отбортовкой, направленной вниз. При этом происходит коалесценция (слияние) капель дисперсной фазы. Во время хода секционирующих перегородок вниз дисперсная фаза выбрасывается вверх, проходя преимущественно через конические отверстия секционирующих перегородок, направленные конусами вверх. Сплошная фаза, двигаясь в агпарате сверху вниз, во время хола:!ере!оролок вверх прохолит преиму|цественно через отверстия в секционирующих перегородках, направленные конусами вниз.

Г1реиму!цественное движение легкой фазы вверх, а тяжелой — вниз через соответствующие конические отверстия вибрирующих секционирующих перегородок осуществляется за счет меньшего гидравлического сопротивления при проходе жидкостей через конический канал в направлении его сужения, чем в сторону его расширения.

Более эффективному секционированию с !особствует также тот факт, что отноше ние площадей выходных отверстий конических каналов, направленных по холу сплошной и лисперсной фаз, пропорционально соотношению обi e)IHblx скоростей сплошной и лисперсной фаз, поступающих в аппарат, а также то, что отоортовка секционирующих перегородок выполнена против хола дисперсной фазы, а сами секционирующие перегородки практически полностью перекрывают свободное сечение аппарата, имея диаметр, равный 0,94- — 0,96 внутреннего диаметра корпуса аппарата.

Поскольку суммарная поверхность пло-! цалей выходных отверстий всех конических каналов секционирующих перегородок близка или равна площади свободного сечения

)|яссообменной насадки, установка секционирующих перегороЛок практически не велет к уменьшению производительности апI! я р a a .

ИспользовяrrHe пре.(;rагаемого секционирующего устройства позволяет повысить эф(1>ективность колонных вибрационных массообменных аппаратов, т.е. снизить высоту, эквивалентную теорегической ступени, в среднем на !5 — 20Р/р без уменьшения их производительности.

Формула изобретения

l. Массообменный колонный аппарат, включающий корпус с верхней и нижней отстойными камерами, перфорированные тарелки и секционирующие перегородки, жестко закрепленные на подвижной штанге, патрубке для ввода и вывода дисперсной и сплошной фаз, отличающийся тем, что, с целью интенс фикации процесса за счет улучшения секционирования потоков фаз, секционирующие перегородки выполнены в виде дисков с отбортовкой и коническими отверстиями, при этом вершины конусов, расположенных по периферии перегородок, направлены в сторону патрубка вывода дисперсной фазы, а вершины конусов, расположенных по центру перегородок, направлены в сторону патрубка вывода сплошной фазы.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что отношение величины суммарной площади выходных отверстий конусов, вер858866

11 13 73

) т<о (ггиг. у

Составитель И. Ненашева

Редактор А. Власенко Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 7398/14 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 шины которых направлеl,û в сторону патрубка вывода сплошной фазы, к величине суммарной площади выходных отверстий конусов, вершины которых направлены а сторону патрубка вывода дисперсной фазы, пропорционально соотношению объемных скоростей соответственно сплошной и дисперсной фаз и определяется формулой

Е 1 Чс

1г 7 где К вЂ” коэффициент, равный 0,75 — 1,2; 10

F,è Гд- суммарные площади выходных отверстий конусов, вершины которых направлены в сторону патрубков вывода соответственно сплошной и дисперсной фаз; ,> V>-объемные скорости сплошной и дис- 15 персной фаз на входе в аппарат.

3. Лппарат по пп. l и, отличающийся тем, что отбортовка перегородок направлена в сторону патрубка ввода днсперcнoи фазь.

4. Лппарат по пп. I, 2 и 3. от,гичающийся тем, что диаметр секционирующих перегородок равен 0,94 — 0,96 от внутреннего диаметра корпуса аппарата.

5. Лппарат по пп. 1, 2, 3 и 4, отличающийся тем, что величина суммарной площади выходных отверстий перегородок равна 0,8 — 1,0 величины площади свободного сечения тарелок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Разработка и применение пульсационной аппаратуры. Лтомиздат, М., 1974, с. 244 (прототип).