Массообменный аппарат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 01 D 3/22, 47/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2.1 ) 2889469/23-26 (22) 03, 03. 80 (46) 15.08.88. Бюл. В 30 (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (72) В.М.Киселев (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) Позин М.Е.Пенные газоочистители> теплообменники и абсорбенты. Л., 1959.

Авторское свидетельство СССР

У 434969, кл. В 01 D 47/04, 1971. (54) (57) МАССООБМКННЫЙ АПИАРАТ, со- держащий корпус, внутри которого размещены тарелка провального типа, стабилизатор пенного слоя в виде

„„SU,;„1416153 А1 сотовой решетки из вертикальных пластин с отверстиями, установленный непосредственно на тарелке, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения эффективности тепло- и массообмена за счет равномерного распределения жидкости по всей плоскости тарелки, обеспечения саморегулирования газожидкостного потока по тарелке и увеличения производительности аппарата, нижние частицы пластин стабилизатора выполнены сплошными, а отверстия расположены в верхних частях пластин, при этом коэффициент перфорации пластин стабилизатора в 1,2-3,0 раза превышает коэффициент перфорации основания тарелки. ф

1416153

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов теп1 о- и массообмена между газом и жидКостью и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, Металлургической и других отраслях народного хозяйства для ректификации, абсорбции, десорбции, а также мокрой очистки газов. 10

Известен аппарат для контакта га;за с жидкостью, состоящий из корпуса, ;внутри которого размещены одна или

1 несколько тарелок (решеток )проваль,ного типа и ороситель. При подаче 15 орошающей жидкости на тарелке обра;зуется слой подвижной пены, абсор,бирующей газообразные компоненты или

:,пыль из газового потока.

Недостатком известной конструкции является сравнительно невысокая про изводительность, обусловленная невы сокой скоростью газа в полом сечении (обычно не превышающая 2-2,3 м/с)

1 и небольшой высоты слоя пены (око- 25 ло 100 мм).

Увеличение же производительности по газу ведет к образованию на тарел ке волнового режима, что приводит к оголению участков тарелки и сво- 30 бодному проходу сквозь них необрабо1 таиных объемов газа, что резко снижает эффективность работы аппарата.

Известен аппарат для осуществления процессов тепло- и массообмена, а также мокрой очистки газа, включающий корпус, внутри которого размещены тарелка провального типа, расположенные в виде сотовой решетки из вертикальных пластин высотой 0,2-0,6 40 высоты пенного слоя и площадью свободного сечения не менее 0,8 сечения аппарата. В некоторых пластинах ста- . билизатора пены ближе к плоскости тарелки могут быть выполнены отверстия. 45

Основное назначение стабилизатора пены, расположенного непосредственно в пенном слое на тарелке, — создать на ней высокий слой мелкоячеистой пены однородной структуры с высокоразвитой и непрерывно обновляемой поверхностью контакта фаз без видимых колебаний, т.е. предотвратить волновой режим, что позволяет. несколько увеличить производительность аппарата.

Однако в таких аппаратах эффектив-ность процессов тепло- и массообмена недостаточно высокая при линейных скоростях газа более 3 м/с, что обусловливает возникновение в верхнем слое пены пульсирующей струйной зоны, которая не позволяет в полной мере использовать всю толщину пенного слоя для активного массообмена и пылеулавливания, а также способствует брызгообразованию, снижая производительность.

Наличие отверстий в нижней части отдельных пластин стабилизатора пены не обеспечивает гарантированное равномерное распределение жидкости на всей плоскости тарелки.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет равномерного распределения жидкости по всей высоте тарелки, обеспечение саморегулирования газожидкостного потока по тарелке и увеличение производительности аппарата — достигается тем, что в массообменном аппарате, содержащем корпус, внутри которого размещена тарелка провального типа, стабилизатор пенного слоя в виде сотовой решетки из вертикальных пластин с отверстиями, установленный непосредственно на тарелке, нижние части пластин стабилизатора выполнены сплошными, а отверстия расположены в верхних частях пластин стабилизатора, при этом коэффициент перфорации пластин ста= билизатора в 1,2- 3,0 раза превышает коэффициент перфорации основания тарелки.

На фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг.2 — ro же, стабилизатор пенного слоя, аксонометрия.

Устройство содержит корпус 1 прямоугольного или круглого сечения, снабженный патрубками 2 и 3 для входа и выхода газа и штуцером 4 для отвода отобранной жидкости. Внутри корпуса установлено орошающее устройство 5. Провальная тарелка 6 расположена горизонтально внутри корпуса и служит для образования и поддержания слоя пены. Непосредственно на тарелке 6 расположен стабилизатор 7 пенного слоя, выполненный в виде со-. товой, решетки из вертикально установленных пластин 8 с перфорацией 9.

Нижняя часть этих пластин выполнена сплошной на высоту 0,1-0,5 высоты пенного слоя, верхняя часть пластин выполнена перфорированной с коэффициентом перфорации, в 1,2-3 раза превышающим коэффициент перфора3 141 ции основания провальной тарелки. Общая высота стабилизатора составляет по меньшей мере 0,9 высоты пенного слоя.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Газ подается через патрубок 2, проходит через провальную тарелку б, на которой находится жидкость, подаваемая через орошающее устройство

5. При прохождении газа через орошаемую жидкостью тарелку на ней образуется высокоразвитый мелкоячеистый пенный слой, в котором процессы тепло--и массообмена, а также очистки газа происходят наиболее интенсивно.

Очищенный газ выводится из аппарата через патрубок 3, а жидкость удаляется через штуцер 4.

В случае неравномерной подачи жидкости на тарелку происходит выравнивание ее распределения по плоскости тарелки за счет перетока в сбседние секции стабилизатора более "тяжелой пены".

Выполнение нижней части пластин стабилизатора сплошной на высоту

0,1-0,5 высоты пенного слоя позволяет предотвратить нежелательный переток жидкости вдоль плоскости тарелки к местам понижений и перекосов, что обеспечивает равномерную нагрузку жидкости по всему сечению тарелки сравнительно большой площади.

Выполнение верхней части пластин стабилизатора перфорированной с коэффициентом перфорации, в 1,3-3 раза

6153

4 превышающим коэффициент перфорации основания тарелки, позволяет создать на всей плоскости тарелки равномерную нагрузку по жидкости и газу за счет I

5 перетока пены через перфорацию в верхней части пластин стабилизатора, обеспечивая таким образом гидравлическое саморегулирование газожидкостного потока по всей площади тарелки.

Указанные отличительные особенности конструкции массообменного аппарата обуславливают повышение эффективности процессов тепло- и массообмена.

Погружение стабилизатора в пену . по меньшей мере на -0,9 высоты пенного слоя предотвращает разрушение пе" ны выходящими из нее газовыми пуэырь20 ками, в связи с чем значительно уменьшается брызгоунос, что позволяет работать при высоких скоростях газовой фазы, увеличивая производительность аппарата.

25 Использование предлагаемого массообменного аппарата в народном хозяйстве позволит увеличить удельную производительность массообменных колонн в установках стабилизации газо30 вого конденсата и в установках газо" фракционирования ориентировочно в

1,5-2 раза по сравнению с применяемыми массообменными аппаратами.

Кроме того, предлагаемый аппарат обеспечивает получение более чистых веществ за счет высокой эффективности тепло- и массообмена между разделяемыми потоками.

1416153

Составитель К.Пильщук .

Редактор А.Долинич Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчик

Заказ 4005/5 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4