Аппарат для проведения тепломассооменных процессов

Аппарат для проведения тепломассооменных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„„980741

Ф .ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.80 (21) 3225159/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, Кл.

В 01 D 3/28

Гещударствеккый кемктет (53) У ДК 66.015. ,23.05 (088.8) Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.82

h0 делам кзобретеккй и лткрмтий

М. С. Гофман, Н. A. Ветлугина, И. Г. Бляхер, Т. В. Родде и Л. Я. Живайкин

/

r (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННБ1Х

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам для проведения процессов абсорбции и ректификации и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. 5

Известен аппарат для контактирования газа с жидкостью, включающий корпус с патрубками для ввода и вывода взаимодействующих сред, по высоте которого размещаются различные контактные устройства: поверхностного типа, например, слой стационарной насадки; распыливающего типа; барботажного типа (с колпачковыми, ситчатыми беспровальными и провальными тарелками). В этом аппарате осуществляется принцип противотока (контактные устройства поверхностного и барботажного типа) и прямотока (контактные устройства распыливающего типа) (1) .

Недостатком этого аппарата является малая эффективность массообменных процессов. Так, например, в насадочных и барботажных аппаратах контактные элементы одной ступени располагаются на горизонтальных тарелках. Скорость газа, рассчитанная на полное сечение аппарата, обычно не превышает 1,0 — 1,5 м/с, что значительно увеличивает сечение аппарата. В этих условиях малейшее отклонение от горизонтальности приводит к неравномерности распределения потоков, проскоку газа без контакта с жидкостью, продольному перемешиванию.

Известен аппарат для проведения тепломассообменных процессов, который содержит корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих сред, контактное устройство в виде кольцевых обечаек, установленных друг над другом, желоба между обечайками и верхнюю обечайку с крышкой (2j .

Недостатком известного аппарата является то, что в нем можно осуществить только процесс барботажа с сравнительно малой нагрузкой по газу.

Известен аппарат для проведения тепломассообменных процессов. включающий корпус, устройство для ввода и вывода фаз, контактное устройство, включающее установленные по высоте цилиндрические или прямоугольные обечайки, выполненные с меньшей и большей площадью поперечного сечения, частично вставленные одна в другую, установленные соосно с корпусом и

980741

55 жестко связанные между собой горизонтальными перегородками. Горизонтальные перегородки установлены попеременно или внутри большой обечайки по всему сечению или снаружи между малой и корпусом аппарата. Обечайки выполнены перфорированными 13) .

Недостатком аппарата является невозможность работы на больших газовых нагрузках, большие сопротивления истечению газов.

Цель изобретения — интенсификация тепломассообменных процессов путем уменьшения продольного перемешивания и обеспечение равномерности распределения потоков сред.

Эта цель достигается тем, что в аппарате, включающем установленные по высоте цилиндрические или прямоугольные обечайки, попеременно выполненные с меньшей или большей площадью поперечного сечения, частично вставленные одна в другую, установленные соосно с корпусом и снабженные горизонтальными перегородками, последние размещены между обечайками ниже верхнего и на уровне нижнего торцов обечайки с большей площадью сечения и выше нижнего торца и ниже верхнего торца нижележащей обечайки с меньшей пло1цадью сечения, при этом горизонтальные перегородки снабжены через одну контактными элементами.

С целью уменьшения металлоемкости обечайки выполнены с постепенным уменьшением площади сечения к верхней части аппарата.

На фиг. 1 показан аппарат, общий вид; на фиг. 2 одна секция с обечайками со стационарной насадкой на горизонтальной перегородке; на фиг. 3 — то же, с соплами.

Аппарат содержит корпус 1 круглого или прямоугольного сечения, патрубки 2 и 3 для подвода и отвода газа, патрубки 4 и 5 для подвода и отвода жидкости.

Контактное устройство выполнено в виде установленных друг над другом обечаек с меньшей 6 и большей 7 площадью поперечного сечения, причем обечайки 6 с меньшей площадью поперечного сечения частично вставлены в обечайки 7 с большей площадью попереченого сечения и жестко связаны между собой горизонтальными перегородками (полками) 8. Перегородки (полки) снабжены по внутреннему периметру вертикальными перегородками 9 и через одну — контактными элементами 10.

Таким образом, в контактном устройстве внутри образован центральный канал 11 для реакционного газа, из которого последний распределяется по контактным элементам 10. Между корпусом аппарата 1 и обечайками 6 и 7 по всему периметру образован канал 12 для выходящего из аппарата газа.

15 г0 г5

Зо

4О

Аппарат для проведения тепломассообменных процессов работает следующим образом.

Газ через патрубок 2 поступает в центральный канал 11, ограниченный сверху крышкой 13.

Из центрального канала газ распределяется по контактным элементам 10, установленным на горизонтальных перегородках 8.

Жидкость поступает в корпус аппарата через патрубок 4 и движется сверху вниз. Переток жидкости по высоте аппарата осуществляется из вышерасположенного контактного элемента в нижерасположенный. Газ из канала 11 подводится к контактному элементу (ситчатая тарелка, тарелка провального типа, тарелка с псевдоожиженной насадкой), в котором барботирует через газожидкостный слой и вступает во взаимодействие с пленкой жидкости, текущей из вышерасположенного контактного элемента. Проконтактировав с жидкостью, газ через канал 12 уходит из аппарата или поступает на вышестоящую ступень контакта, где процесс взаимодействия повторяется, а жидкость собирается в нижней части канала 12 между обечайкой 6 и корпусом 1 и выводится через патрубок 5.

Данная конструкция обеспечивает интенсификацию процессов, например, при использовании контактных элементов поверхностного типа (слой стационарной насадки), за счет увеличения полноты смоченности насадки. Так, в насадочных колоннах в нижних слоях насадки существует значительная местная нера вно мерность распределения орошающей жидкости, которая обьясняется каналообразованием и сохранением на больших глубинах в слое насадки «стержней» первоначальных струй жидкости, подаваемых оросителем на верхние слои насадки. Для ликвидации указанных явлений рекомендуется при определенных соотношениях Н/Д устанавливать перераспределители для потока жидкости между слоями, что и осуществлено в предлагаемой конструкции. Разрывы между горизонтальными слоями насадки обеспечивают разрывы стекающих слоев жидкости, что позволяет равномерно распределять жидкость по слоям насадки.

Замена контактного элемента — желоба, например, на элемент типа ситчатой, провальной тарелки или тарелки с псевдоожиженной насадкой позволяет повысить скорость прохождения газа через элемент в

1,6 -4,0 раза, а следовательно, увеличить газовую нагрузку на аппарат.

Формула изобретения

1. Аппарат для проведения тепломассообменных процессов, содержащий корпус, устройство для ввода и вывода фаз, кон98074!

Puz. 1 тактное устройство, включающее установленные по высоте цилиндрические или прямоугольные обечайки, выполненные попеременно с меньшей и большей площадью поперечного сечения, частично вставленные одна в другую, установленные соосно с корпусом и снабженные горизонтальными перегородками,отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообменных процессов путем уменьшения продольного перемешивания и обеспечения равномерности распределения потоков сред, горизонтальные перегородки размещены между обечайками ниже верхнего и на уровне нижнего торцов обечайки с большей площадью сечения и выше нижнего торца и ниже верхнего торца нижележащей обечайки с меньшей площадью сечения, при эгом горизонтальные перегородки через одну c I>ë6>êñны контактными элементами.

2. Аппарат по и. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости, обечайки выполнены с постепенным уменьшением площади сечения к верхней части аппарата.

Источники информации, принятые во внимание при экспергизе

1О

1. Ромм В. М. Абсорбция газов. М., «Химия», 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2815743/23-26, кл. В 01 D 3/28, 1979.

3. Патент ФРГ № !254!24, кл. 12 а 5, 1S 1968.

980741

С оста в ител ь А. Со ндо р

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректо р Л. Бо к ш а н

Заказ 9537/6 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4