Газлифтный массообменный аппарат

 

1.ГАЗЛИФТНЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АШТАРАТ, включающий корпус, патрубки ввода и вывода реагентов, га:зоподводящую трубу и центральную газлифтную трубу, в которой установлены газораспределители, о т л ичающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет выравнивания газосодержания газожидкостного потока, каждый газораспределитель выполнен в виде частично перекрывающих один другой усеченных перевернутых конусов и внутреннего конуса, причем каядый усеченный конус снабжен установленньм в большем основании ограничителем в виде крестообразных пластин, .расположенных под углом одна к другой. 2. Аппарат поп.1, отличающийся тем, что отношение длины образующей усеченного конуса к диаметру газлифтной трубы составляет 2:10-1,5:10. (Л 3. Аппарат по пп. I и 2, о т л ичающийся тем, что конусы с перекрывают один другой на 1/3 своей длины. S

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) В 01 0 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 36 2237 1/23-26 (22) 13.07.83 (46) 15.02.85. Бюл. М 6 (72) E.À.EpMaxos, M,Ï..Ôàçëååâ и Г.В.Ииляков (71) Институт механики сплошных сред Уральского научного цент° ра АН СССР (53) 66.015.23.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 766629, кп. В Ol J 19/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

М 422424, кл, В 01 0 3/32, 1974, (54) (57) 1 . ГАЗЛИФТНЪ|Й MACCOOBMEHHbIA

АППАРАТ, включающий корпус, патрубки ввода и вывода реагентов, газоподводящую трубу и центральную газлифтную трубу, в которой установлены газораспределители, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет выравнивания газосодержания газожидкостного потока, каждый газораспределитель выполнен в виде частично перекрывающих один другой усеченных перевернутых конусов и внутреннего конуса, причем каждый усеченный конус снабжен установленньак в большем . основании ограничителем в виде крестообразных пластин, расположенных под углом одна к другой.

2. Аппарат по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что отношение длины образующей усеченного конуса к диаметру газлифтной трубы состав- I ляет 2:10-1,5:10.

3, Аппарат по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что конусы перекрывают один другой на 1/3 своей длины.

455 2 и внутреннего конуса, причем каждый усеченный конус снабжен установленным в большом основании ограничителем в виде крестообразных пластин, расположенных под углом одна к другой.

Отношение длины образующей усеченного конуса к диаметру газлифтной трубы составляет 2 .10-1,5:10.

При этом конусы перекрывают один другой на !/3 своей длины.

При восходящем движении газожидкостной смеси в газлифтной трубе элементы газораспределителя — усеченные конусы и внутренний конус— находятся во взвешенном состоянии.

Между образующими элементов возникают кольцевые щели для прохода газа и жидкости. В вертикальном разрезе щель имеет наклон от центра к стенке газлифтной трубы, что заставляет газ двигаться в щели в том же направлении, Это приводит к уменьшени|о газосодержания в центральной части газлифтной трубы и его увеличению у стенки. Кроме того, если в какомлибо месте под газораспределптелем локально увеличивается газосодержание (т.е. уменьшается плотность среды ), то в этом месте происходит опускание конусных элементов газорасиределителя и щель закрывается, Газ устремляется к противоположной стороне газораспределителя. Часть газа успевает пройти в щель у противоположной стороны, по и здесь из-sa уменьшения плотности среды щель зак рывается. При такой работе газораспре10 делителя происходит дробление кр пных пузырей на более мелкие, что приводит к увеличению поверхности фазового контакта. Во время работы газлифта элементы газораспределителя находятся в подвижном состоянии, всплывая или опускаясь, поднятые с одной или другой стороны. Всем этим обеспечивается выравнивание газосодержания как IIo сечению газлифтной трубы, так и по ее объему, и дробление крупных пузырей, что в итоге приводит к вовлечению в массообменный процесс всего объема жидкости, увеличению поверхности фазового контакта и, как следствие к увеличению интенсинностй массообменных процессов.

Крестообразные ограничители на верхних основаниях усеченных конусов препятствуют уносу элемен1 11З9

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость в химической, нефтехимической и других отраслях промыш5 ленности.

Известен газлифтный аппарат, включающий корпус, штуцеры для ввода и вывода газообразных реагентов, газоподводящую трубу и газлифтную трубу, в которой по высоте выполнены окна и размещены обтекатели, в поперечном сечении имеющие форму ромба и кольца jl) . Недостатком такого аппарата является наличие 15 в газлифтной трубе крупных газовых агрегатов, что снижает поверхность фазового контакта и интенсивность массообменных процессов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является газлифтный аппарат, включающий корпус, штуцеры для ввода и вывода газообраз-. ных реагентов, газоподводящую трубу и газлифтную трубу с размещенными в ней тарелками с отверстиями,. в которые снизу вставлены патрубки с отверстиями в стенках (2) .

Установка в газлнфтной трубе та30 релок с патрубками приводит к дроб- лению больших .газовых агрегатов и увеличению поверхности фазового контакта.

Однако недостатком конструкции является наличие поперечной неравномерности газосодержания потока в газлифтной трубе, приводящее к снижению интенсивности массообменных процессов..Большая неравномерность газосодержания приводит к тому, что масса жидкости, находящаяся у стенки газлифтной трубы, практически не участвует в процессе массообмена, интенсивность которого при этом уменьшается.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счев выравнивания газосодержания газо иЩкостного потока.

Указанная цель достигается тем, что в газлифтном массообменном аппарате„включающем корпус, штуцеры для ьвода и вывода реагентов, газоподводящую трубу и центральную газлифтную трубу, в которой установлены газораспределители, каждый 55 газораспределитель выполнен в виде частично перекрывающих один дру— гой усеченных перевернутых конусов

3 l.1 тов газораспределителей„а наклонные плоскости увеличивают турбулизацию газожидкостного потока, что также способствует увеличению интенсивности массообменных.процессов.

Отношение длины образующей усеченного конуса к диаметру газлифтной трубы не должно превьппать 2:10, так как при превьппении этого отношения возрастает сопротивление движению газожидкостной среды в газлифте; при уменьшении этого отношения менее 1,5:10 снижается эффективность переноса газа от оси к стенке аппарата.

Перекрытие образующих конусных элементов более чем на 1/3 приводит к образованию узких кольцевых щелей между элементами газораспределителя с большим гидравлическим сопротивлением, в результате чего степень газоперераспределения по сечению газлифтной трубы падает. Если образующие перекрываются меньше чем на 1/3 их длины, наблюдается проскок через кольцевые щели больших газовых пузырей, что уменьшается поверхность фазового контакта в газлифте.

На фиг.1 приведена принципиальная схема аппарата; на фиг.2 — газо° распределитель; на фиг.3 - выполнение усеченного конуса с ограничителем.

Газлифтный аппарат состоит из корпуса 1, штуцера ввода газообразного

Таким образом, но сравнению с прототипом в предлагаемом аппарате осуществляется равномерное распреде ние газовой фазы по сечению газлифт30 ной трубы, газосодержание в центре газлифтной,трубы составляет 55-50Х, а у стенки — 40-50Х, что обеспечив; ет увеличение интенсивности массообменных процессов на 11-15 .

39455 4 реагента 2 и штуцера 3 вывода продуктов взаимодействия, газоподводящей трубы 4, газлифтной трубы 5 и газораспределителей 6. Газораспредели5 тель 6 состоит из усеченных конусов 7

% внутреннего конуса 8 и ограничителей.

9 в виде крестообразных пластин.

Аппарат работает следующим образом.

При подаче газа по трубе 4 в газлифтной трубе 5 начинается восходящее движение газожидкостного потока.

При движении отдельные газовые пузыри сливаются в большие газовые агрегаты, движущиеся вблизи оси газлифтной трубы. На газораспределителях 6 происходит перераспределение газосодержания .по сечению газлифта и дробление крупных агрегатов газа.

На выходе из трубы 5 происходит сепарация газа и жидкости. Газ выходит из аппарата через штуцер 3, а жидкость по зазору между корпусом 1 и газлифтпой трубой 5 возвращается в нижнюю часть аппарата.

1)39455 газ

Фиг.1

ll39455

7

Составитель Г.урусова

Редактор M,Öèòêèíà . Техред Т.Фанта Корректор И.Эрдейи

Заказ 166/4 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

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