Пленочная парциально-конденсационная колонна

Пленочная парциально-конденсационная колонна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В. А, Герцовский, Е. Г. Копейко, В

В. И. Прохоров, В. М. Олевский, В

И. И. Виркун и В. (72) Авторы изобретения

Л; В -Конвисар, В. И. Гаевой, (7I ) Заявитель (54) ПЛЕНОЧНАЯ FIAPUHAËÜÍÎ-КОНДЕНСАБИОННАЯ

КОЛОННА

Изобретение относится к устройствам, . служащим для перегонки смесей в химической технологии, и может быть использовано в смежных отраслях хозяйства.

Известна многосекционная пленочная парциально-. конденсационная колонна, кажS дая секция которой выполнена в виде вертикального пучка труб, закрепленных в трубных досках, и нижние концы труб снабжены раструбами. В межтрубное пространство подается хладоагент, кото» о рый вызывает парциальную конденсацию пара внутри труб (1 J .

Недостатком этого устройства является то, что конденсация внутри труб npot5 текает неравномерно, а сам аппарат имеет значительную площадь поперечного сечения.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является пленочная парциально-конденсационная колонна, выполненная в виде вертикального кожухотрубного теплоообменника, B межтрубном пространстве которого установлены горизонтальные перераспределительные перегородки t 23 .

Недостатками известной конструкции являются сложность равномерного распределения хладоагента, требуемого для достижения заданной степени конденсации, по наружной поверхности каждой трубы постоянство коэффициента теплопередачи по высоте колонны и относительно большие габариты аппарата .

Бель изобретения - повышение аффективности тепло-массообмена и обеспечение компактности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в пленочной парциально-конденсациоыной колонне, содержашей корпус, трубный пучок, закрепленный в трубных досках, и штуцеры ввода и вывода хладоагента и разделяемой смеси, трубный пучок выполнен иэ соприкасающихся труб, снабженных в верхней и нижней частях коническими переходами с патрубками меньшего диаметра, закрепленными в трубных досках, а между трубным пучком и корпусом установлена глухая перегородка.

Это обеспечивает повышенный теплоотвод в верхней части колонны и равномерное распределение хладоагента по наружной поверхности труб.

На фиг. 1 показана пленочная парциально-конденсационная колонна, вид сбоку в разрезе; на фиг, 2 — разрез

В-В на фиг. 1; на фиг. 3 - виды А и Б >о на фиг. 1 (вариант f ); на фиг. 4— виды А и Б на фиг. 1 (вариант ll,); на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг. 3 и 4.

Пленочная парциально-конденсационная колонна, выполненная в виде кожухо- ts трубного теплообменника, состоит из кожуха 1 со штуцерами для ввода 2 и вывода 3 хладоагента, который соединен с трубными досками 4 и 5. В межтрубном пространстве 6 патрубки 7 и 8, ис- щ ходяшие иэ трубных досок 4 и 5 соответственно, соединены коническими переходами 9 и 10 с трубами 11 большего диаметра, соприкасаюшимися друг с другом своими стенками. Пространство меж- 2s ду наружными трубами 11 большего диаметра и кожухом 1 заглушено, например, посредством глухой перегородки 12, Смежные трубы 11, соприкасаюшиеся своими стенками, образуют каналы 13. Вслед- зо ствие того, что в предлагаемой пленочной парциально-конденсационной колонне трубы 11 большего диаметра, в которых происходит основная доля процесса перегонки, соприкасаются своими стенками (т. е. не отстоят друг от друга на шаг

1,5- 2 б, как в известной колонне), она более компактна, так как ее поперечное сечение меньше, чем у известной колонны, (при одинаковом диаметре труб ) 40 в 1,6 - 4 раза.в.зависимости от расположения труб, например по вершинам треугольников или квадратов. Для облегчения очистки наружной поверхности труб в межтрубном пространстве трубные доски 4 и 5 снабжены отверстиями 14 с пробками 15; центры 16 которых равноудалены от центров 17 смежных па трубков 7 (доска 4) или 8 (доска Q).

Пленочная парциально-конденсационная колонна работает следуюшим образом.

Хладоагент поступает по штуцеру 2 в межтрубное пространство 6 и образует слой, уровень которого поддерживается выше верхних оснований конических переходов 9. Наличие практически одинакового уровня хладоагента по всему поперечному сечению межтрубного простран3 929228 ф ства 6 обеспечивает равномерное распределение его по наружной поверхности конических переходов 9 в верхней части колонны и по каналам 13, образованным смежными трубами 11 большего диаметра, вследствие одинакового гидрав- . лического сопротивления этих каналов 13, обусловленного их равными геометрическими размерами. Наиболее интенсивно охлаждаются поверхности конических переходов 9, так как они полностью омываются хладоагентом, Хладоагент заполняет каналы 13, охлаждая при этом наружные поверхности труб 11, однако охлаждение поверхностей труб 1 1 протекает менее интенсивно, чем поверхностей конических переходов 9, вследствие охлаждения только части наружной поверхности труб 11 из-за того, что эти трубы ll соприкасаются своими стенками.

Кроме того, температура хладоагента в каналах 13 вьпце, чем в зоне конических переходов 9, вследствие нагрева его при вмывании переходов 9,, Таким образом, основное количество тепла хладоагент отнимает от поверхностей конических переходов 9, а от труб большего диаметра тепла отбирается значительно меньше.

Хладоагент, после прохождения по каналам 13, собирается в нижней части межтрубного пространства 6 в зоне между коническими переходами 10 и выводится из колонны по штуцеру З..Вследствие того, что пространство между стенкой кожуха 1 и наружными трубами 11 заглушено посредством глухой перегородки

12, устраняется неконтролируемый переток хладоагента мимо пучка труб 11 и обеспечивается необходимый уровень хладоагента в верхней части межтрубного пространства выше верхних оснований конических переходов 9. Смесь паров разделяемых компонентов, например из ректификационной колонны, проходит по патруб кам 8, коническим переходам 10, тру бам 11 большего диаметра, коническим переходам 9 и патрубкам 7, где конденсируется. Основная часть паров конденсируется на внутренней поверхности конических переходов 9, образуя устойчивую пленку конденсата, которая стекает по внутренней поверхности конических переходов 9, труб 11, конических переходов

10, патрубков 8 и выводится из колонны.

В трубах liL конденсация пара протекает менее интенсивно, так как тепла здесь передается значительно меньше вследствие менее интенсивного охлаждения труб

929228

11 хладоагентом. Несконденсировавшиеся пары, обогащенные легколетучими компонентами, выходят из колонны по патрубкам 7.

Вследствие того, что в предлагаемой конструкции тепло отбирается только от части поверхности труб 11, становится возможным использовать в качестве хладоагента обычную холодную воду, имеющуюся на предприятии. При этом не возникает опасность интенсивной конденсации паров внутри труб 1 1 и, следовательно, снижение интенсивности массопереноса. формула изобретения

Пленочная парциально-конденсациониая колонна, содержащая корпус, трубный,пучок, закрепленный в трубных досках, и штуцеры ввода и вывода хладоагента и разделяемой смеси, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повьппения эффективности тепло-массообмена и обеспечения компактности устройства, трубный пучок выполнен из соприкасающихся труб, снабженных в верхней и нижней частях коническими переходами с патрубками меньшего диаметра, закрепленными в трубных досках, а между т1тубным пучком и корпусом установлена глухая перегородка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 225522229911, кл. В 01 Х) 3/ОО; 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

N 141165, кл. г 25 Х 3/02. 1961.

929228

Фиг. 2

7,6

Фиа3

Фиг. f

Составитель Н. Рудько

Редактор В. Данко Техред А. Бабинеи Корректзр О. Билак

Заказ 3360/11 Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Вид4 Вид Б

Вариант 1

7, Ю

7,В

Фид4 ЯиИ

ЯорипигпУ (у !6 фиг.4