Абсорбционная колонна

 

1. АБСОРБЦИОННАЯ КоЛОННА, содержащая корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, решет-г ки с насадкой и газораспределительные тарелки с патрубками для прохода газа , расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркуляции абсорбента, от.личающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат На рециркуляцию и повышения эффектйиности очистки газа за. счет массопередачи в зоне между тарелками и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа, каждый патрубок для прохода газа снабжен коническим элементом , установленным на расстоянии от верхнего торца патрубка, равном (О,19-0,31)d, гдеd - диаметр пат§ рубка. 2. Колонна по п. 1, о т л и ч а (Л ю щ а я с я тем, что угол раскрытия конуса равен 70-90°.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.3(50 В 01 Э 53 18 (В с Ь -..), - ° °

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ, СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3393636/23-26 (22.) 10.02.82 (46) 23.10,83. Вюл. Р 39 (72) H.È.Ãåëüïåðèí, B.Ñ.Kðóãëÿêîâ, И.Н.Абрамов, Н.Н.Мелентьев, В.M.Àðòåìüåâ, В,Я.Лавров, Е.П.Фадеев и Л.,А.Алешина (71). Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт"Теплопроект" (53) 66 ° 071.7.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 220225, кл. В 01 Э 53/18, 1968 ° 2,. Патент США Р 3122594, кл. 261 -94, 1964.

3. Патент ГДР Р 40167, кл. В 01 Э 53/18, 1965. (54)(57) 1. ABCOPBOHOHHAH КОЛОННА, содержащая корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, решет-.

ÄÄSUÄÄ 090 A ки с насадкой и газораспределительные тарелки с патрубками для прохода га-. за, расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркуляции абсорбента, отличающаяся тем, что, с целью .снижения энергозатрат на рециркуляцию и повышения эффективности очистки газа за.счет массопередачи в зоне между тарелками и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа, каждый патрубок для прохода газа снабжен. коническим элементом, установленным на расстоянии от верхнего торца патрубка, равном (0,19-0,31)д, где d — - диаметр патрубка.

2. Колонна по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что угол раскрытия конуса равен 70-90

1049090

40

Изобретение относится к абсорбционным колонная для очистки газов, загрязненных, например, парами фенола, и может Найти применение в химической промышленности, промьпЮТен= ности строительных материалов и ряде других областей народного хозяйства.

В настоящее время очистка газовых выбросов производится абсорбцией фенола из газа с последующей прокальной абсорбента, Известен одноступенчатый массообменный аппарат, включающий корпус, снабженный штуцерами для подвсда, и отвода газа, массообменные решетки с насадкой и глухие газораспределительные собирательные тарелки (1) .

Недостатками этого аппарата являются повышенные материалы и энергоемкость, низкая эффективность, слож ность создания комплактного многосекционного аппарата более эффективного, чем односекционный, при очистке низкоконцентрированных газовых выбросов, например, B.ìèíåðàëoâàòHîì .производстве методом водной абсорбцией воэможность брызгоуноса абсорбента с высоким содержанием улавли-, ваемых примесей.

Известна колонна с псевдоожижен" ной шаровой орошаемой насадкой, вы-, полненная в виде вертикального 30 корпуса цилиндрического или прямоугольного сечения, по высоте которого размещаются контактные решетки с насадкой небольшого удельного веса f2), 35

Недоста хами данного устройства являются низкая эффективность, обусловленная Рециркуляцией абсорбента по всей колонне, возможность брызгоуноса абсорбента с высоким содержанием улавливаемых примесей, Наиболее близким к изобретению являстся секционированный абсорбционный аппарат, включающий корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, решетки с насадкой и 45 газораспределительные тарелки, расположенные поочередно по высоте абсорбента и образующие отдельные контуры рециркуляции абсорбента осуществляемой электронасосами (3) . 50

Недостатком известного устройства.являются значительные непроизводительные энергозатраты на рециркуляцию абсорбента во всех замкнутых контурах рециркуляции. 55

Целью изобретения является снижение энергозатрат на рециркуляцию и повышение эффективности очистки газов за счет массопередачи между тарелками и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа.

Укаэанная цель достигается тем, что в абсорбционной колонне, содержащей корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, Решетки с, насадкой и газораспределительные тарелки с патрубйами для прохода газа, расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркуляции абсорбента, каждый патрубок для прохода газа снабжен коническим элементом, установленным на расстоянии от верхнего торца патрубка, равном (0,19-0,31)д, где d - диаметр патрубка.

Целесообразно угол раскрытия выбирать в пределах 70-90

Скорость газа в кольцевом зазоре гаэораспределительной тарелки выбирается экспериментальным путем такой, чтобы исключить перелив абсорбента с тарелки в нижележащий контур рециркуляции абсорбента и обеспечить орошение расположенной выше насадки за счет кинетической энергии газа.

Величина скорости зависит от плотно сти абсорбента и составляет для воды

10-12 м/с.

На фиг. 1 изображена абсорбционная колонна, общий вил; на фиг. 2 разрез A-A йа фиг. 1.

Абсообционная колонна содержит корпус 1, снабженный патоубками для подвода 1 и отвода 3 газа, Патрубок

3 соединен с каплеотстойником 4.

По высоте колонны Расположены поочередно маслообменные решетки 5 с йасадкой б глухие газораспределитеяьные тарелки 7, образуя самостоятельные контуры рециркуляции абсорбента, причем контуры соединены между собой регулируемыми переливами 8. Патрубки

9 газораспределительных тарелок 7 снабжены коническими элементами 10 с углом раскрытия конуса 70-90, коо торые установлены в патрубки 9 газо распределительных тарелок 7 с помощью металлических стоек 11.

Абсорбционная колонна работает следующим образом.

Газ поступает через патрубок 2 в корпус и проходит в противотоке с абсорбентом вверх по колонне последовательно через все замкнутые кон= туры рециркуляции абсорбекта, При этом газы проходят через коль. цевой зазор между верхней кромкой патрубков 9 гаэораспределительных тарелок 7 и основанием конического элемента 10 со скоростью 10-12 м/сек.

Уровень абсорбента на газораспределительной тарелке 7 поддерживается на уровне верха патрубкОв 9 с тем, чтобы ее избыток, стремясь перелиться в расположенный ниже контур рециркуляции, захватывался потоком газа и транспортировался на массообменную решетку 5, расположенную выше, где в режиме псевдоожижения происходит основное взаимодействие газа с абсорбентом. По мере накопления абсорбента на массообменной решетке 5 часть его стекает на тарелку 7. Избыток

1049090

Плотность Сопротивопошения, ление слоя м /м ч насадки, мм вод.ст.

Угол расрытия конуса рассекателей, град

Высота кольцевого зазора, м

Сопротивление газорапределительнОй тарелки, мм вод.ст, 1,6

0 15

0,13

0 19

0; 21.

0,28

0,25

50

0 35

0,31

80

0,37 абсорбента в количестве около 0,5% рециркулирующего в контуре отводится с глухой тарелки в нижележащий замкнутый контур при помощи регулируемого перелива.

Установление конического элемента на расстоянии от верхнего торца патрубка, равном (0.,19-0,31), где

d- диаметр патрубка, подтверждается экспериментальными данными, приведенными s таблице. 10

Из таблицы следует, что уменьшение высоты кольцевого зазора приводит к резкому увеличению гидравлического сопротивления газораспределительной тарелки и не оказывает заметного влияния на эффективность работы псевдоожиженной насадки. Увеличение же кольцевого зазора влечет эа собой проскок жидкой фазы через тарелку в . нижележащей контур рециркуляции и осушение паровой насадки (в таблице — прочерк), Yg - скорость газа в свободном сечении колонны, м/с, Ч- — скорость газа в кольцевом зазоре, м/с.

Угол раскрытия конуса элемента выбран в пределах 70-90О, так как при значении угла раскрытия более

90 большая часть потока газа направлена.на стенки адсорбционной . 30 колонны, а не на массообменную решетку, расположенную выше. При значении угла раскрытия менее 70 при заданной высоте кольцевого зазора проходное сечение на уровне верха па-35.трубков газораспределительной тарелки и нормальное по отношению к направлению движения газа по колонне может быть значительно сужено, что повлечет увеличение сопротивления газораспределительной тарелки и абсорбционного аппарата в целом.

Из верхнего замкнутого контура очищенный газ проходит через каплеотбойник 4 и через патрубок 3 выбрасывается в атмосферу, Благодаря высокой скорости газа в зоне между газооаспределительной тарелкой 7 и массообменной решеткой 5 абсорбент интенсивно диспергируется и вместе с его транспортом происходит процесс массообмена. Массообменная эффективность каждой ступени контакта при этом увеличивается на 25-25Ъ.

Это позволяет при прочих равных условиях значительно повысить эффективность абсорбционного аппарата или же уменьшить количество ступеней контакта, что в свою очередь„ уменьшает сопротивление аппарата, а следовательно, и энергозатраты на транспорт газа.

Благодаря рециркуляции абсорбента за счет кинетической энергии очищаемого газа исключается необходимость установки циркуляционных насосов (как правило сдвоенных). При практически одинаковых энергозатратах на транспорт абсорбента установка становится менее громоздкой. Отпадает необходимость в помещении для установки насосов.

1049090

lazoEbie

Фиг.7

A-А

Составитель Г. Урусова

Редактор И. Шулла Техред М.Гергель Корректор А, Повх Закаэ 8282/5

Тираж 688

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 истый абс орден юнениый

Юеигч re рнф > вы