Насадочная колонна

 

1. НАСАДОЧНАЯ КОЛОННА ДЛЯ .ПРОЦЕССА МАССООБМЕНА В СИСТЕМЕ ГАЗ ,(ПАР) - ЖИДКОСТЬ,содержащая корпус, по оси которого размещены пакеты с газопроницаемыми стенками , заполненные насадкой, перегородки с отверстиями для прохода жидкости, проходящие через насадку и прикрепленные одной стороной к. противоположным стенкам корпуса в чередующейся последовательности , образуя со стенкой проходы для газа, отличаю .щ а я с я тем, что, с целью увеличения производительности колонны за счет снижения перепада давления и расширения диапазона изменения нагрузок по пару и жидкости, часть каждой перегородки, незаполненная насадкой , выполнена с отверстиями для g прохода газа и снабжена контактными элементами с направленным вводом С/) газа в сторону насадки, установленны-,,. ми в отверстиях. I tsD CD СО СО 00

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CD

Я, (:О

С0

Q0, (21) 3416768/23-26 (22) 05.04.82. (46) 23. 07. 83. Бюл. 9 27 (72) Б.К. Марущкин, К.Ф. Богатых, И,А. Мнушкин,- A.Ô. Артемьев, A.Ô.Махов, М.Н. Миннуллин, Г.Г. Теляшев, И.A. Беликова, В.Г. Чекменев и Р.Ю. Сафин (71) Уфимский нефтяной институт и

Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод

3 (53) 66. 071. 7. 05 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 731984, кл. В 01 D 3/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9, 243572, кл. B 01 D 3/00, 1966.

3. Патент ФРГ 9 1243143, кл. 12 а,. 5, 1967. (54) (57) 1 ° НАСАДОЧНАЯ КОЛОННА ДЛЯ, ПРОЦЕССА MACCOOBNEHA В СИСТЕМЕ ГАЗ

„.SU„„,1 2 А 5 ) В 01 Ц 53/18; В 01 Р 53/20

v, (ПАР) — ЖИДКОСТЬ, содержащая корпус, по оси которого размещены пакеты с

- газопроницаемыми стенками, заполненные насадкой, перегородки с отверстиями для прохода жидкости, проходящие через насадку и прикрепленные одной стороной к противоположным стенкам корпуса в чередующейся последовательности, образуя со стенкой проходы для газа, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения производительности колонны за счет снижения перепада давления и расширения диапазона изменения нагрузок по пару и жидкости, часть каждой перегородки, незаполненная насадкой, выполнена с отверстиями для прохода газа и снабжена контактными элементами с направленным вводом газа в сторону насадки, установленными в отверстиях.

С:

lewd

1029998

2. Колонна по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что каждый контактный элемент выполнен в виде клапана.

1,, j

Изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных процессов в системах газ - жидкость, в частности к абсорбционным и ректификационным колоннам, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности

Известен массообменный аппарат для взаимодействия, содержащий кор"., пус, внутри которого размещена насадка, разделенная на слой перегород-, . ками с отверстиями для прохода газа и ограниченная гаэонепроницаемыми стенками, образующими со стенками корпуса проходы для газа. Для повышения эффективности массообмена путем увеличения пути газа в пределах одной контактной ступени аппарат

-снабжен расположенными между перегородками глухими перегородками с, переливными устройствами и гидроэа 4 20 ворами, газопроницаемые стенки соединены с глухими перегородками и одна из газонепроницаемых стенок. выполнена со сплошным участком, размещенным на противоположных сторонах 25 соседних глухих перегородок (1 ).

Известен аппарат струйного типа для осуществления процесса массообмена в системе газ. — жидкость, представляющий собой колонну, выполнен- 30 ную с вертикальными контактными решетками и сливными стаканами Г21.

Известна насадочная колонна для процесса массообмена в системе газ (пар ) — жидкость, содержащая корпус, по оси которого размещены пакеты с гаэопроницаемыми стенками, заполненные насадкой, перегородки с отверстиями для прохода жидкости, проходят)Ие через насадку и прикрепленные одной стороной к противоположным стенкам корпуса в чередующейся последовательности, образуя со стенкой .прохо;, ды для газа (3 J.

Недостатками известной колонны является низкая эффективность массо- 45 обмена, невысокая устойчивость ра-. боты колонны при переменных нагрузках по жидкости и газу и ограниченная производительность аппарата.

Так, при снижении нагрузки по 50 жидкости ниже рабочей,- уровень жидкости на распределительных плитах уменьшается. При этом ухудшается равномерность орошения насадки и создается вероятность йроскока части га- у

3. Колонна по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а..я с я тем, что перегородки и пакеты выполнены наклонными.

2 эа без контакта через отверстия в распределительной плите, что снижает эффективность массообмена. При создании нагрузки по жидкости выше рабочей, жидкость переливается через сливную перегодку на насадку или на нижерасположенную плиту. При этом не.происходит достаточного массообмена между жидкостью и газом (паром ) °

Целью изобретения является увеличение производительности колонны эа счет снижения перепада давления и расширения диапазона изменения нагрузок..по пару (газу )и жидкости.

Укаэанная цель достигается тем, что в насадочной колонне для процесса массообмена в системе газ (пар )— жидкость, содержащей корпус, по оси которого размещены пакеты с газопроницаечыми стенками, заполненные насадкой, перегородки с отверстиями для прохода жидкости, проходящие через насадку и прикрепленные одной стороной к противоположным стенкам корпуса в чередующейся последовательности, образуя со стенкой проходы для газа, часть каждой перегородки, незаполненная насадкой, выполнена с отверстиями для прохода газа и снабжена контактными элементами с направленным вводом газа в сторону насадки, установленными в отверстиях, При этом каждый контактный эле мент выполнен в виде клапана.

Кроме того, перегородки и пакеты выполнены наклонными.

На фиг. 1 показана насадочная колонна с контактными элементами клапанного типа на горизонтальных

Перегородках по высоте колонны; на фиг. 2 — колонна с наклонным расположением пакетбв насадки и контактными элементами на наклонных перегородках по высоте колонны; на фиг. 3колонна, включающая насадку, ограниченную коаксиальными перфорированными цилиндрами, и контактные элементы, расположенные на чередующихся наклонных перегородках по высоте колонны то в центре, то на периферии.

Насадочная колонна имеет корпус

1, внутри которого расположены насадочные слои 2, ограниченные перфорированными стенками 3. Наклонные перегородки 4 снабжены контактными элементами клапанного типа 5.

1029998

Колонна работает следующим образом .

Пар проходит через насадку в пе екрестноточном режиме, взаимодейству ет с жидкостью, стекающей по насадке.

При увеличении скоростного напора паров перепад давления на насадке возрастает. При этом часть паров проходит противотоком через горизонтальные или наклонные перегородки, снабженные контактными устройствамй. IO

Таким образом, на перегородке образуется дополнительная зона взаимодействия фаз, что приводит к уменьшению перепада давления по аппарату и увеличению производительности по пару 5 и жидкости, расширению, диапазона устойчивой работы колонны.

В случае увеличения нагрузки по жидкости увеличивается плотность орошения и, соответственно, увеличивается перепад давления на насадке, что также приводит к включению в работу дополнительных контактных устройств, смонтированных на перего родках.

Пример . Если основная зона. контакта фаз, росположенная вертикально или наклонно, выполнена, например, из сетчатой насадки, имеющий перепад-"при минимамальных допустимых нагрузках близким к 1,5 мм рт.ст., то дополнительные контактные устройства необходимо рассчитывать Из ус- . ловия, что нижний перепад давления равен не менее двум перепадам давления -на насадке, т.е. 3-3,5 мм рт.ст.

Это объясняется тем, что при увеличении проиэводитльности аппарата, поток пара проходит .через две основ+ ные зоны контакта и одну дополнительную зону.

Преимуществом колонны является способность ее эффективно работать в процессе массообмена при переменных нагрузках по газу (пару ) и жидкости. Если нагрузки по пару и жидкости в колонне равны средним нагрузкам или

1ннже их, то колонна работает только в перекрестноточном. режиме, и контакт газа и жидкости осуществляется на поверхности насадки.

Если же нагрузки в коЛснне увеличиваются, то тогда контакт пара с жидкостью осуществляется не только на поверхности насадки, но и на дополнительных контактных устройствах.

При этом через насадку проходит основной поток пара.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность массообмена за счет дополнительной зоны взаимодействия фаз и увеличения диапазона устойчивой работы колонны.

1029998, Составитель Г. Урусова

Редактор A Шандор Техред С.Мигунова Корректор В, Гирняк аказ 5032/9 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобрЕтений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4