Массообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) с жидкостью

 

Изобретение относится к конструкции массообменного аппарата для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, позволяет интенсифицировать массообменные процессы , протекающие в системах газ (пар) -- жидкость и может найти применение в 2х;- Фиг 2 химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности . Цель изобретения - увеличение пропускной способности аппарата по жидкой фазе и повышение чистоты отбора целевых продуктов. Массообменный аппарат содержит корпус 1 с расположенными по высоте перфорированными тарелками 2 и переливные устройства 3. В отверстиях 4 каждой тарелки размещены патрубки 5, над каждой парой которых закреплена дугообразная трубка 6, концы которой расположены с зазором 7 к основанию тарелки и с радиальным зазором 8 к патрубкам 5. В верхней части дугообразной трубки 6 выполнено отверстие 9, а в нижней части на концах трубки выполнены отверстия 10, которые перекрываются наружными стаканами 11, установленными с зазором к тарелке и плотно примыкающими в верхней части к поверхности трубок. В результате увеличивается количество жидкости, подвергающейся межфазному взаимодействию, и увеличивается движущая сила массоопереноса по длине контакта. 2 ил. (Л 4 о: О5 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 В 01 D 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 Риг 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4269503/31-26 (22) 29.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (71) Казанский химико-технологический институт им. С. М, Кирова (72) Б. М. Азизов, М. Г. Гайнуллин, И. И. Поникаров, Ф. Б. Мамедов, С, Р, Шамилов, И. С. Бабаев и Э. Х. Эфендиев (53) 66.048.375 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1219109, кл. В 01 D 3/26, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 226552, кл. В 01 D 3/22, 1966.

Авторское свидетельство СССР № 1098555, кл. В 01 D 3/22, 1983. (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА (ПАРА) С

ЖИДКОСТЬЮ (57) Изобретение относится к конструкции массообменного аппарата для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, позволяет интенсифицировать массообменные процессы, протекающие в системах газ (пар)— жидкость и может найти применение в

„„Я0„„1466775 A химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Цель изобретения — увеличение пропускной способности аппарата по жидкой фазе и повышение чистоты отбора целевых продуктов. Массообменный аппарат содержит корпус 1 с расположенными по высоте перфорированными тарелками 2 и переливные устройства 3. В отверстиях 4 каждой тарелки размещены патрубки 5, над каждой парой которых закреплена дугообразная трубка 6, концы которой расположены с зазором 7 к основанию тарелки и с радиальным зазором 8 к патрубкам 5. В верхней части дугообразной трубки 6 выполнено отверстие 9, а в нижней части на концах трубки выполнены отверстия 10, которые перекрываются наружными стаканами

11, установленными с зазором к тарелке и плотно примыкающими в верхней части к поверхности трубок. В результате увеличивается количество жидкости, подвергающейся межфазному взаимодействию, и увеличивается движущая сила массоопереноса по длине контакта. 2 ил.

Н

1466775

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления процессов тепло- и массообмена в газо(паро)-жидкостных системах, .может найти применение в процессах абсорбции, десорбции, хемосорбции и ректификации и предназначено преимущественно для проведения абсорбционных и ректификационных процессов в условиях повышенной нагрузки по жидкой фазе.

Целью изобретения является увеличение пропускной способности аппарата по жидкой фазе, диапазона устойчивой работы и повышению чистоты отбора целевых продуктов.

На фиг. 1 представлен аппарат, поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1 с расположенными по высоте горизонтальными перфорированными тарелками 2 и переливными устройствами 3. В отверстиях 4 каждой тарелки размещены патрубки 5, над каждой парой которых закреплена дугообразная трубка 6, концы которой расположены с зазором 7 к основанию тарелки и с радиальным зазором 8 к патрубкам 5. В верхней части дугообразной трубки 6 в стенке, обращенной к основанию тарелки 2, выполнено отверстие 9. В,нижней части на концах трубки выполнены отверстия 10, которые перекрываются наружными стаканами 11, плотно примыкающими к поверхности трубки 6 сверху, а снизу образующими зазоры

12 с основанием тарелки 2 и радиальные зазоры 13 с дугообразной трубкой 6.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость (ее движение показано сплошными стрелками) поступает с вышележащей тарелки по переливу 3 и растекается по основанию тарелки 2. При этом она заполняет зазоры 13, а через зазоры 7 и 8 поступает внутрь дугообразных трубок 6. Здесь жидкость подхватывается газом (паром), поступающим с нижележащей тарелки через патрубки 5 (его движение показано пунктирными стрелками), и образовавшиеся двухфазные потоки начинают перемещаться ло дугообразным трубам 6 вверх. При этом через отверстия 10 в них поступают свежие порции жидкости, что увеличивает количество жидкой фазы, подвергающейся межфазному взаимодействию, и увеличивает движущую силу массопереноса по длине контакта. В верхней части дугообразных трубок газо(паро) жидкостные потоки соударяются и происходит дополнительный массообмен между фазами, а также гашение кинетической энергии потоков, что в дальнейшем способствует сепарации фаз.

Проконтактировавшаяся в трубках 6 газо(паро) жидкостная смесь через отверстия

9 выбрасывается в сторону основания тарелки 2. Газ (лар), расширяясь и теряя свою скорость, устремляется на вышележащую тарелку, а жидкость, растекаясь ло основанию, вступает в контакт с газом (паром) в последующих дугообразных трубках 6, пока не достигнет перелива 3, по которому перетекает на нижележащую

5 тарелку. Наличие стаканов 11 создает надежный гидрозатвор на тарелке, исключая возможность прорыва газа (пара) на внутренней полости трубок 6 через отверстия

10. В результате обеспечивается устойчивая работа аппарата при повышенных нагрузках по обеим фазам.

Проведены сравнительные лабораторные испытания тарелки с дугообразными трубками предлагаемой конструкции и с дугообразными трубками по прототипу.

Использовались трубки диаметром 40 мм и высотой 200 мм, диаметр газовых патрубков составлял 30 мм, их высота 20 мм.

В трубках лредлагаемои конструкции диаметр наружных стаканов равен 50 мм, диаметр отверстий 3 мм, число отверстий

20 80, шаг размещения отверстий. равен 10.

Исследования проводились в аппарате диаметром 300 мм. Результаты гидродинамических испытаний показали, что за счет увеличения свободного сечения для прохода

25 жидкой фазы дугообразные трубки предлагаемой конструкции позволяют более чем в 2 раза повысить пропускную способность по жидкости по сравнению с известной конструкцией.

Исследования по массообмену прово3р дились на примере абсорбции двуокиси углерода из газовоздушной смеси водопроводной водой лри атмосферном давлении.

С тем, чтобы иметь возможность обеспечить одинаковую нагрузку сравниваемых конструкций по жидкости, диаметр газовых

35 патрубков у трубок ло прототипу был уменьшен до 17,5 мм.

Скорость газа в трубках поддерживалась постоянной и равной 12 м/с, а плотность орошения на сечение трубки варьировалась от 326 до 2600 мз/м . Концентрация

С02 в газе составляла 10 об.Я.

По результатам экспериментов определялась степень насыщения абсорбента.

При работе предлагаемой конструкции, начиная с некоторого значения плотности

45 орошения, обнаружена тенденция к росту степени насыщения абсорбента, а следовательно, и эффективность массообмена. Визуальными наблюдениями и фотографированием гидродинамической обстановки в зоне контакта удалось установить, что при плот5р ностях орошения выше 1500 м /м ч образующиеся в перфорациях струи жидкости, соударяясь между собой, создают в сечении контактной трубки - плотную жидкостную завесу. По мере увеличения орошения плотность жидкостной завесы растет, слособ55 ствуя более интенсивному силовому воздей. ствию фаз. Это, в свою очередь, обеспе чивает образование высокоразвитой поверх.

1466775

Формула изобретения

Составитель С. Баранова

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 973/6 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С(уСР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ности межфазного контакта и достаточно высокую степень турбулизации жидкой фазы вследствие высоких относительных скоростей как в момент образования двухфазного потока, так и на последующих участках контактной трубы.

Таким образом, результаты исследований позволяют заключить, что аппарат пред,лагаемой конструкции обладает повышенной производительностью и разделительной способностью, что в свою очередь, обусловливает увеличение производительности в целом и повышение качества целевых продуктов.

Массообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, включающий корпус с расположенными по высоте перфорированными тарелками с патрубками, над каждой парой которых коаксиально к ним и на расстоянии от основания тарелки размещена дугообразная трубка, имеющая отверстие в верхней части, и переливные устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения пропускной способности аппарата по жидкой фазе, диапазона устойчивой работы и повышения чистоты отбора

"о целевых продуктов, нижняя часть дугообразных трубок выполнена с отверстиями и снабжена коаксиально расположенным наружным стаканом, установленным с зазором к основанию тарелки и плотно при15 мыкающим в верхней части к поверхности дугообразной трубки с перекрытием ее отверстий.