Способ осуществления процесса массообмена при перекрестноточном взаимодействии пара (газа) с жидкостью
Изобретение относится к способам организации контакта фаз в системе пар (газ) - жидкость, может найти применение в пищевой, спиртовой, химической и ряде других отраслей промышленности и позволяет интенсифицировать процесс .массообмена зя счет выравнивания времени пребывания частиц жидкости. Ввод жидкости ocyniecT- вляют таким образом, что высота напорного столба жидкой фазы в переливном устройстве и плотность орошения на входе тарелки увеличивают от центра к периферии пропорционально длинам дуг эллипсов, соединяющих одноименные точки приемной и сливной перегородок. 2 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5l) 4 В Ol Р 3 20
" Р
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4080949/31 26 (22) 9.05.86 (46) 07.03.88. Бюл. ¹ 9 (7I ) Московский институт химического машиностроения (72) В. И. Ващук, В. A. Тарасов и Г. П. Соломаха (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 997705, кл. В Ol D 3/22, 1981. (54) СПОСОБ ОСУШЕСТВЛЕ НИЯ ПРОЦЕССА МАССООБМЕНА ПРИ ПЕРЕКРЕСТНО-ТОЧНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ
Г!АРА (ГАЗА) С ЖИДКОСТЪЮ
„„SU„„1378886 А 1 (57) Изобретение относится и способам организации контакта фаз в системе пар (газ) — жидкость, может найти применение в пищевой, спиртовой, химической и ряде других отраслей промышленности и позволяет интенсифицировать процесс массообмена за счет выравнивания времени пребывания частиц жидкости. Ввод жидкости осуществляют таким образом, что высота напорного столба жидкой фазы в переливном устройстве и плотность орошения на входе тарелки увеличивают от центра к периферии пропорционально длинам дуг зллипсов, с н.диняющих одноименные точки приемной и сливной перегородок. 2 ил., I табл.
1378886
2о )0
Форели изоб)ретения
Изобретение относится к способам организации контакта фаз в система пар(газ)— жидкость и чожет найти применение в пищевой, спиртовой, химической и ряде других отраслей промышленности.
Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена за счет выравнивания времени пребывания частиц жидкости.
На фиг. 1 представлена схема распределения жидкостной нагрузки на единичной ступени контакта фаз; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1 (распределение напорных столбов (H. ) жидкости в переливном устройстве сег1 ментного типа).
Способ организации перекрестно-точного взаимодействия пара (газа) с жидкостью включает последовательное чередование ввода жидкой фазы под напором на тарелку таким образом, что высота напорного столба жидкой фазы в переливных устройствах и плотность орошения на входе тарелок увеличиваются от центра к периферии пропорционально длинам дуг эллипсов, соединяющих одноименные точки приемной и сливной перегородок, а также контакт жидкости с восходящим потоком пара (газа) в безградиентном режиме идеального вытеснения и ее переток на нижележащую ступень контакта.
Данный способ взаимодействия пара (газа) с жидкостью обеспечивает осуществление контакта фаз в условиях идеального вытеснения по жидкости, при котором практически все частицы жидкостного потока имеют одинаковое время пребывания в контактной зоне. Данный режим течения жидкой фазы наиболее предпочтителен с точки зрения обеспечения максимальной движущей силы процесса массопередачи и, следовательно, наибольшей разделяюгцей способности тарелок.
Условие равенства времени пребывания на тарелке каждого отдельного объема жидкости может быть записано в следук щем виде:
5| 8 S, L 1) L, где S, — расстояние между одноименными точками приемной и сливной перегородок, равное дуге соответствуюгцего эллипса;
1,— часть жидкой фазы, проходящая по тарелке расстояние
В соответствии с предлагаемым способом организации перекрестно-точно о взаимодействия фаз частицы жидкости проходят по основаник тарелки путь различной длины, увеличивающийся от центра к периферии.
В эточ случае увеличение длины траектории должно компенсироваться возрастанием объеча жидкостного потока и величиной напора, создаваечого в переливноч устройстве, поскольку с ростом длины пути жидкости пропорционально возрастает энергия, затрачиваечая на ее преодоление.
Движение частиц жидкости в данном случае осуществляется по эллиптическим траекториям, проходящим через одноименные точки приемной и сливной перегородок тарелок.
Пример. Взаимодействие пара (газа) с жидкостью на тарелке диаметром (D) 1 м с длиной приемной и сливной перегородок (Ь)
0,7 м для случая условного разбиения основания тарелки. на 24 продольных участка с равной шириной во всех поперечных сечениях. Длина пути жидкости (S,), определяемая как длина дуги эллипса с помощью соответствующего эллиптического интеграла.
Результаты интегрирования, выполнявшегося с использованием ЭВМ СМ 1420, дали следующие значения S„ñ÷èòàÿ от центра к периферии для каждой половины тарелки:
0,7142; 0,7155; 0,7180, 0,7217; 0,7266; 0,7326;
0,7397; 0,7478; 0,7569; 0,7669; 0,7777; 0,7892.
Отсюда легко определяются значения отношений текущей длины пути жидкости к максимальной (S;/S -):
0,905; 0,907; 0,910; 0,9!4; 0,921; 0,928;
0,937; 0,948; 0,959; 0,972; 0,985; 1.
Приведенные значения справедливы для тарелок любого диаметра при b/D=.0,7.
Численные знаяения (S,/S.. . ) позволяют найти локальные расходы жидкости (L,) на входе тарелки из соотношения
S !., —,,, 1))б))), I с где 1„с„, — интегральная плотность орошения в колонне.
Аналогичным путем определяются значения Н,.
В таблице приведены расчетные значения S,/S " для b/D= 0,5; 0,6; 0,7; 0,8:
0,9 для случая условного разбиения основания тарелки на 24 продольных участка.
Количество участков разбиения может быть еще более увеличено, вследствие чего возрастут требуемая точность распределения жидкостной нагрузки на входе тарелки и высота напорного столба в переливных устройствах.
Промышленная реализация предлагаемого способа взаимодействия фаз позволит существенно сократить габариты колонной аппаратуры, энергоемкость процесса разделения, а также затраты па изготовление, монтаж и эксплуатацию оборлдования.
Способ осуществления процесса массообмена при перекрестно-точноч взаичодействии пара (газа) с жидкостью, включающий ввод жидкой фазы нод напором на тарелку при плотности орошения, увеличивающейся от центра к периферии, контакт жидкости, движущейся от приемной перегородки к сливной, с восходящич потоком з 1378886
4 пара (газа) и ее переток через переливное устройство на нижележащую ступень контакта, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса массообмена за счет выравнивания времени пребывания жидкости, ввод жидкости осуществляют таким образом, что высоту напорного столба жидкой фазы в переливном устройстве и плогность орошения жидкости на входе тарелки увеличивают пропорционально длинам дуг
5 эллипсов, соединяющих одноименные точки приемной и сливной перегородок.
s,/
0,6
0,5
0,985
0,995
0,990
0,986
0,982
О, 972
О, 959
0,948
0,937
0,928
0,979
0,976
0,952
О, 97-
0,948
0,921
0,855
0,972
0,9 3
0,846
0,878
0,971
0,940
0,938
0,937
0,910
0,907
0,874
0,841
0,837
О, 9" 0
0,872
0,905
0,969
L, 0,976
0,954
0,933
0,914
0,896
0,880
0,866
0,981
0,963
0,946
0,930
0,916
0,904
0,894
0,885
0,990
0,981
0,973
0,965
0,958!
378886
< . о«> они г<он 1, р> сr>H;;
Рt«н;>л < >р >< 1!ооович « р< н (1 В«р<с К<>рр > ><>p, <.:!и>и>л< .r>tt
3,>л;I > t>,1 > 1 ир;> л <>4о !!они и сии<
1>l llllll lll Гос<ннрствснно<о лочитс<н 1:(. <. Р <><>;t«ти и и>обр< >ений и и> лр»<ии
I I 3(<35>, Москва. Ж 35, Р;tt >и< лнн и;>о, гн 4>5
I1pr>è во,«> в< >tf
