Массообменный аппарат

 

Изобретение относится к масообменным аппаратам, предназначенным для ректификации , абсорбции, регенерации абсорбента и др., и позволяет интенсифицировать процесс массообмена и снизить энергозатраты на процесс разделения газожидкостной смеси. Аппарат состоит из корпуса 1 со штуцерами 2,3,4 и 5 для ввода и вывода газа и жидкости. Рядом вертикальных чередующих перегородок 6 и 7 аппарат разделен на промежуточные 8 и основные 9 секции. Перегородка 6 имеет отверстие с вставленными в них патрубками 10, соединенными с распределителями (соплами) 11. Перегородка 7 имеет отверстия с вставленными в них приемными камерами 12, соединенными с камерами смешения 13, которые соединены с сепарирующим устройством 14. Между секциями, образуемыми чередующимися перегородками 6 и 7, установлены переточные трубы 15, проходящие сквозь предыдущую промежуточную секцию 8 и последующую основную секцию 9. Сепарирующее устройство 14 представляет собой диффузор, циклонный сепаратор, вихревую трубку или улитку, тангенциально соединенные с камерой смешения 13. Основные и промежуточные секции аппарата разделены горизонтальными перегородками 16. V/ 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (594 BOl D53 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11120147 10 8

1О

f5

5 9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3918280/22-26 (22) 28.06.85 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (72) М. С. Потапова, В. Ф. Потапов, А. Ю. Аджиев и Т. И. Камбулов (53) 66.015.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 322208, кл. В 01 D 53/18 от 1969 г. (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к масообменным аппаратам, предназначенным для ректификации, абсорбции, регенерации абсорбента и др., и позволяет интенсифицировать процесс массообмена и снизить энергозатраты на процесс разделения газожидкостной смеси. Аппарат состоит из корпуса 1 со штуцерами 2,3,4 и 5 для ввода и вывода газа и жидкости. Рядом вертикальных чере„,SUÄÄ 1286253 дующих перегородок 6 и 7 аппарат разделен на промежуточные 8 и основные 9 секции. Перегородка 6 имеет отверстие с вставленными в них патрубками 10, соединенными с распределителями (соплами) 11.

Перегородка 7 имеет отверстия с вставленными в них приемными камерами 12, соединенными с камерами смешения 13, которые соединены с сепарирующим устройством 14. Между секциями, образуемыми чередующимися перегородками 6 и ?, установлены переточные трубы 15, проходящие сквозь предыдущую промежуточную секцию

8 и последующую основную секцию 9. Сепарирующее устройство 14 представляет собой диффузор, циклонный сепаратор, вихревую трубку или улитку, тангенциально соединенные с камерой смешения 13. Основные И и промежуточные секции аппарата разделены горизонтальными перегородками 16. Ц ф

4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1286253

Изобретение относится к массообменным аппаратам, предназначенным для ректификации, абсорбции, регенерации абсорбента, стабилизации нефти и сепарации газовых, жидких и газожидкостных смесей и может быть использовано для разделения разнообразных газовых и жидких смесей в нефтяной, газовой, нефтехимической, азотной, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения интенсификация процесса массообмена и снижение энергозатрат на процесс разделения газожидкостных смесей, а также снижение металлоемкости аппарата, сокращение длины вылета струи и увеличение производительности аппарата.

На чертеже представлен массообменный аппарат, продольный разрез.

Аппарат состоит из корпуса l, к которому присоединен штуцер 2 для входа газа (сырья), штуцеры 3 для выхода газа, штуцеры 4 для подачи свежего абсорбента или выхода продуктов разделения, штуцер 5 для вывода насыщенного абсорбента или продуктов разделения. Рядом вертикальных чередующихся перегородок 6 и 7 аппарат разделен на промежуточные 8 и основные 9 секции. Перегородка 6 имеет отверстия с вставленными в них патрубками 10, соединенными с распределителями (соплами) 11.

Перегородка 7 имеет отверстия с вставленными в них приемными камерами 12, соединенными с камерами смешения 13, которые в свою очередь соединены с сепарирующим устройством 14. Между сскциями, образуемыми чередующимися перегородками

6 и 7 установлены переточные трубы 15, проходящие сквозь предыдущую промежуточную секцию 8 и последующую основную секцию 9.

Сепарирующее устройство 14 представляет собой диффузор, циклонный сепаратор, вихревую трубку или улитку, тангенциально соединенные с камерой смешения 13.

Основные и промежуточные секции аппарата разделены горизонтальными перегородками 16.

Аппарат может быть выполнен как в горизонтальном, так и в вертикальном расположении секции одна относительно другой. В зависимости от способа разделения, для обеспечения необходимых условий разделения ис ходное сырье при вертикальном исполнении аппарата может быть подаваться как снизу, так и сверху аппарата. Так, например, при избыточном высоком давлении исходной смеси (6,0 — 20,0 МПа) с целью использования ее давления для одновременного сжатия и перекачки абсорбента без насоса или получения легких газообразных продуктов разделения при высоких давлениях целесообразнее подача сырья сверху аппарата, и с целью обеспечения минимального снижения давления в аппарате — снизу.

С цел ью обеспечения интенсификации массообмена устанавливают многоструйные сопла с общей приемной камерой и камерой cìåøåíèÿ.

В зависимости от способа разделения и исполнения аппарата в вертикальном или горизонтальном исполнении патрубки входных сопел промежуточных секций, переточные трубы и камеры смешения могут быть выполнены в виде прямых или изогнутых

10 труб.

Приемная камера может быть выполнена в виде усеченного конуса или полусферы с гофрированными, гладкими или ребренными стенками. Величина конусности и радиусы скруглений полусферы зависят от условий

1с разделения.

Масообменный аппарат работает следующим образом.

В корпус 1 через штуцер 2 в первую основную секцию 9 подается газ с давлением

1,0 — 6,0 МПа. Через патрубок 10 и распределитель (сопла) 11 струи газа через первую промежуточную секцию 8 поступают в приемную камеру 12 следующей основной секции 9.

При прохождении газовых струй через промежуточную секцию 8 газом захватывается аб25 сорбент, находящийся в пространстве секции

8, обр;зуя зону пониженного давления в секции 8. Вследствие снижения давления абсорбента в секции 8, абсорбент из третьей основной секции 9 по переточной трубе

15 поступает в первую промежуточную секцию 8. Захваченный струями газа абсорбент вместе с газом поступает в приемную камеру 12 второй основной секции 9, далее в камеру смешения 13 второй основной секции 9, где за счет контакта фаз с разными давлениями ч интенсивного вихреобразования при превращении части кинетической энергии газа в потенциальную с одновременной ее передачей абсорбенту происходит эффективное смешение и масообмен между газом и жидкостью. Газожидкостная смесь из камеры смешения 13 поступает в сепарирующее устройство 14, где разделяется на газовую и жидкую фазы.

Газ уже с более низким давлением на

0,1 — 0,2 МПа поступает из второй основной секции 9 через патрубки 10 и распреде45 литель 11 второй промежуточной секции 8, через вторую промежуточную секцию 8 в приемную камеру 12 третьей основной секции 9.

При этом абсорбент из четвертой основной секции 9 по переточной трубе 15 поступает во вторую промежуточную секцию 8, а затем в третью основную секцию 9.

Аналогичным образом газ с абсорбентом проходят через все секции аппарата.

В результате многократного контакта газа с абсорбентом, абсорбент обогащается целевыми компонентами и через штуцер 5 выводится из аппарата. Очищенный газ выводится через штуцеры 3. Ввод свежего аб1286253

Формула изобретения

Составитель 3. Александрова

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 7645/7 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сорбента осуществляется в последнюю основную секцию 9 через штуцеры 4.

1. Массообменный аппарат, состоящий из разделенного перегородками на ступени корпуса с переточными трубами и входными и выходными штуцерами, каждая из ступеней которого содержит распределители жидкости, газа, установленные за ними устройство для контакта газа с жидкостью и сепарирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса масообмена и снижения энергетических затрат на процесс разделения газожидкостных смесей, каждая ступень разделена перегородками на основную и промежуточные секции, и распределитель газа, выполненный в виде патрубка, соединенного с соплом, размещен в перегородке, установленной в каждой промежуточной секции, а устройство для контакта газа с жидкостью, выполненное в виде приемной камеры, снабженной камерой смешения, расположено в перегородке, установленной в каждой основной секции, при этом распределитель газа установлен соосно приемной камере устройства для контакта газа с жидкостью, и аппарат снабжен переточными трубами, соединяющими промежуточную секцию каждой предыдущей ступени с основной секцией каждой последующей ступени.

2. Аппарат по и. 1, отличающийся тем, что с целью снижения металлоемкости аппарата, сокращения длины вылета струи и снижения энергетических затрат на процесс раз10 деления, каждая камера смешения основных секций аппарата соединена с сепарирующим устройством, выполненным в виде диффузора.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарирующее устройство выполнено в виде циклонного сепаратора.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарирующее устройство выполнено в виде улитки или вихревой трубки с тангенциальным вводом газожидкостной смеси в

20 камеру смешения

5. Аппарат по и. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности аппарата, каждая основная и промежуточная секции снабжены горизонтальной перегородкой, разделяющей их.