Массообменная насадка для колонных аппаратов

 

МАССООБМЕННАЯ НАСАДКА ДЛЯ КОЛОННЫХ АППАРАТОВ, состоящая из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу, со щелями в вершинах углов, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции путем устранения провала жидкости, стороны пластин, образующие углы со щелями.для прохода дисперсной фазы, снабжены отбортовкой , направленной вертикально вниз и имеющей высоту, равную половине высоты пластин, а кромки отбортовок снабжены зубцами, отогнутыми навстречу друг другу. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51 В 01 D 53/20 11/04

li

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/":К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И,ОТНРЫТИЙ (21) 3663131/23-26 (22) 10.11.83 (46) 28.02.85. Бюл. ¹ 8 (72) P.Á.Tóêàåâà, N.З.Максименко, А.А.Ермаков и Р.Г.Науширванов (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66.0174.513(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 194761,кл. В 01 D 53/20, 1967. (54)(57) МАССООБМЕННАЯ НАСАДКА ДЛЯ

КОЛОННЫХ АППАРАТОВ, состоящая из рядов прямоугольных пластин, наклонен„„SU„„3 42149 A ных друг к другу, со щелями в вершинах углов, отличающаяся тем, что, с. целью интенсификации процесса экстракции путем устранения провала жидкости, стороны пластин, образующие углы со щелями. для прохода дисперсной фазы, снабжены отбортовкой, направленной вертикально вниз и имеющей высоту, равную половине высоты пластин, а кромки отбортовок снабжены зубцами, отогнутыми навстречу друг другу.

1 1142149

Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных процессов в колонных аппаратах, работающих на системе жидкость — жидкость, и может быть использовано в нефтехи-, мической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промьппленности.

Известна массообменная насадка для колонных аппаратов, состоящая из 1ð рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу со щелями в.вершинах углов Г13.

Недостатком этой насадки является снижение эффективности при уменьшении нагрузок по фазам и при работе на легкоэмульгируемых жидкостях, обладающих низким межфазным натяжением. Эти недостатки обусловлены тем, что при временном снижении нагрузки, которое часто наблюдается по ряду причин при эксплуатации промышленных экстракторов, уменьшается либо сопротивление сплошной фазы, либо объем дисперсной. В результате капли, 25 подойдя к щели, не успевают скоалесцировать и проскакивают через щели, подпорный слой не образуется, происходит провал жидкости, т.е. нарушается одно из непременных условий нормальной работы насадки и эффективность ее резко падает. При работе насадки на жидкостях с низким межфазным натяжением образуются системы типа эмульсии с мелкими каплями, ко35 торые трудно коалесцируют и также проскакивают через щели без образования подпорного слоя.

Цель изобретения — интенсификация процесса экстракции путем устранения 4О провала. жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в массообменной насадке для колонных аппаратов, состоящей из рядов прямоугольных пластин, наклоненных 4> друг, к другу со щелями в вершинах углов, стороны пластин, образующие углы со щелями для прохода дисперсной фазы, снабжены отбортовкой, направленной вертикально вниз и имеющей вы- о соту, равную половине высоты пластин, а кромки отбортовок снабжены зубцами, отогнутыми навстречу друг другу.

На фиг.1 показана насадка, общий вид, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1;5Р на фиг.3 — график зависимости удерживающей способности от соотношения

h/h на фиг. 4 — график зависимости

2 эффективности от суммарного расхода фаз при различных Ь/h

Насадка состоит из рядов прямоугольных пластин 1, отбортовок 2 и зубцов 3.

Насадка работает следующим образом.

Капли дисперсной фазы при движении (рассмотрен вариант, когда дисперсная фаза подается в колонну снизу) вверх по насадке попадают в область между

I отбортовкой 2 и наклонными пластинами 1 и накапливаются в ней до тех пор, пока не образуется подпорный слой, равный высоте отбортовок, затем дисперсная фаза переливается через отбортовку 2 пластин 1 и двигается навстречу струям сплошной фазы. Таким образом, в этом случае независимо от расхода фаз и их физических свойств устраняется проскок жидкости и обеспечиваются условия для коалесценции капель с обязательным образованием минимального подпорного слоя заданной высоты, равной половине высоты пластин. Снабжение же отбортовок зубцами 3, отогнутыми навстречу друг другу, способствует дополнительному дроблению дисперсной фазы, увеличению поверхностй контакта фаз, а также удлиняет путь, проходимый каплями, и, соответственно, увеличивает время контакта фаз и эффективность процесса экстракции.

Доказательством значения соотношения высоты отбортовки, равной половине высоты пластины, служат экспериментальные данные.

Исследование проводят в лабораторном экстракторе поперечного сечения

О, 17х0,20 м на модельной системе вода — бензойная кислота — дизельное топливо. В колонну помещают 10 рядов пластин с отбортовкой разной высоты.

Ширина щелей для прохода сплошной и дисперсной фаз постоянная и равна

0,003м. Высота пластин 0;05 м, толщина 0,003м. Расстояние между рядами пластин 0,025 м.

Результаты экспериментов представлены на фиг.3 и 4.

Как видно из фиг.3, удерживающая способность растет с увеличением соотношениА высоты отбортовки h к высоте пластин h> ° Ha фиг.4 показана зависимость фактора эффективности ф от суммарного расхода фаз при различных значениях h/h» а на фиг.4 — зависи3 .1142149 мость коэффициента продольного перемешивания дисперсной фазы Е от ее расхода Ч . Анализ фиг.З и Ъ показывает, что наибольшие значения Ф и наименьшие Е . характерны для насадки с соотношением h/h 0,5. Исследование продольного перемешивания сплош-. ной фазы показывает, что оно не зависит от h/h

Результаты исследований свидетель- 10 стнуют., что наиболее эффективное оптимальное значение Ь/113 0,5.

Таким образом, использование изобретения позволит исключить провал жидкости и стабилизировать работу насадки независимо от расхода и физических свойств фаз за счет обеспечения наклонных пластин отбортовкой; увеличить эффективность процесса экстракции в зависимости от физических свойств фаз и рабочих нагрузок. на 3-10% благодаря увеличению поверхности и времени,контакта фаз.

1142149

Составитель З.Александрова

Редактор Л.Авраменко Техред Л. Кощобняк Корректор А.Ильин

Заказ 596/8 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул..Проектная, 4