Способ массообмена и устройство для его осуществления
Изобретение относится к способам проведения массообменных процессов в системе жидкость - газ (пар) таких, как ректификация, абсорбция и т.п. Мзобретение позволяет повысить движущую силу процесса массообмена за счет принудительного распределения части жидкости с начальной концентрацией по всей поверхности рабочей площади контактного устройства . Часть . жидкости с начальной концентрацией из приемного кармана 2, перетекая через приемную планку 3, поступает в напорный карман 4 распределительной системы 5. Под действием гидростатического давления, создаваемого в распределительной системе за счет формирования жидкостного столба в напорном кармане, жидкость с начальной концентрацией продавливается в отверстия, выполненные в распределительной системе, и распределяется по рабочей площади 1 контактного устройства . В результате рабочая площадь подпитывается жидкостью с начальной концентрацией , что приводит к выравниванию профиля концентраций жидкости и повышению движущей силы процесса. 2 с.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 0 3/00, 3/22
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687018/26 (22) 05.05.89 (46) 15.05.91. Бюл. %18 (71) Московский институт химического машиностроения (72) С,П.Симон, Е.Я.Ольшанов, Г,Я.Рудов, В.В.Соловьев и H.Â.Ñêîáëèí (53) е6.048.375 (088. Щ (56) Авторское свидетельство СССР
М 1011141, кл. В 01 О 3/22, 1982.
Авторское свидетельство СССР
hh 1301428, кл. В 01 О 3/22, 1987, (54) СПОСОБ МАССООБМЕНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам проведения массообменных процессов в системе жидкость — газ (пар) таких, как ректификация, абсорбция и т.п. Изобретение позволяет повысить движущую силу процесса массообмена за счет принуди„„. Ж„„1648521 Al тельного распределения части жидкости с начальной концентрацией по всей поверхности рабочей площади контактного устройства. Часть . жидкости с начальной концентрацией из приемного кармана 2, перетекая через приемную планку 3, поступает в напорный карман 4 распределительной системы 5. Под действием гидростатического давления, создаваемого в распределительной системе за счет формирования жидкостного столба в напорном кармане, жидкость с начальной концентрацией продавливается в отверстия, выполненные в распределительной системе. и распределяется по рабочей площади 1 контактного устройства, В- результате рабочая площадь подпитывается жидкостью с начальной концентрацией, что приводит к выравниванию профиля концентраций жидкости и повышению движущей силы процесса. 2 с,п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.
1648521
Изобретение относится к проведению массообменных процессов в системе жидкость — пар (газ) таких, как ректификация, абсорбция и тому подобных, и может найти применение в химической и смежных с.ней отраслях промышленности.
Цель изобретения — интенсификация процесса массообмена путем увеличения движущей. силы по всей поверхности контактного устройства.
Способ массообмена между жидкостью и паром (газом) на контактном устройстве с распределительной системой заключается в разделении потока жидкости, подаваемой на контактное устройство, на две части, из которых одну часть подают непосредственно на рабочую площадь контактного устройства, а другую транспортируют по распределительной системе без взаимодействия с паром (газом) с последующим направлением ее на рабочую площадь контактного устройства, при этом в распределительной системе создают избыточное давление путем формирования столба жидкосту высотой не менее 10 мм.
В устройстве для.осуществления способа распределительная система образована напорными карманами с перфорированными трубками. Наличие напорных карманов с формирующимся в них столбом жидкости позволяет создать избыточное давление в распределительной системе и исключает попадание прореагировавшей жидкости в распределительную систему, что обеспечиваЕт распределение жидкости с начальной концентрацией по всей рабочей площади контактного устройства.
На фиг.1 изображено контактное устройство, продольный разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху, Контактное устройство включает рабо чую площадь 1, приемный карман 2 с приемной планкой З„напорный карман 4, распределительную систему 5 и переливную планку б, Контактное устройство работает следующим образом.
Жидкость из приемного кармана 2, перетекая через приемную 3, поступает на рабочую площадь 1 контактного устройства, причем часть потока жидкости попадает в напорный карман 4 распределительной системы 5. Под действием гидростатического давления, создаваемого формирующимся в напорном кармане столбом жидкости, жидкость с начальной концентрацией продавливается в прорези, выполненные в распределительной системе 5 и распределяется по рабочей площади контактного устройства.
30 контактными устройствами с распределительной системой, образованной напорным
Величина столба жидкости в напорном кармане определяется двумя условиями: пропускной способностью распределительной системы и исключением возможного проникновения жидкости в распределительную систему с рабочей площади тарелки. Последнее возможно за счет образования циркуляционных зон на рабочей площади тарелки, а также за счет флюктуаций скоростей жидкости в результате барботирования пузырей пара.
Установлено, что проникновение прореагировавшей жидкости с рабочей площади контактного устройства в распределительную систему исключается при формировании в распределительной системе избыточного давления не менее 10 мм столба жидкости над гидростатическим давлением в рабочем барботажном слое. При этом условии (для выбранного разделения потоков) рабочая площадь контактного устройства подпитывается жидкостью действительно с начальной концентрацией, повышая движущую силу массообменного процесса, а вместе с этим и эффективность работы контактного устройства.
Пример, Способ был реализован в колонне диаметром 0,5 м на системе аммиачно-воздушная смесь — вода, оснащенной карманом с перфорированной трубкой.
Для сравнения исследования проводились также на известном устройстве, которое включало распределительную систему, представляющую собой четыре неперфорированных дорожки шириной 30 мм с направляющими перегородками высотой 70 мм, установленными на границе дорожек. В перегородках были выполнены вертикальные прорези, общая площадь которых составила
35 g, от площади перегородок. . Вода подавалась на рабочую площадь контактного устройства через приемную планку высотой 0 1 м,.длиной 0,3б м и отводилась через переливную планку высотой 0.4 м.
Поскольку жидкость переливалась через приемную планку равномерным слоем, то для отбора определенной части жидкости в распределительную систему длина напорного кармана или общая ширина дорожек должна была составлять определенную часть длины приемной планки.
В случае с известным устройством количество жидкости, направляемой в распределительную систему, составило 1/3 от общего расхода жидкости, аналогичное соотношение было сохранено и для предлагаемого способа. Для отбора в распределительную систему предлагаемого устройства 1/3
1648521 количества жидкости длина напорного кармана равнялась 0,12 м. При общем расходе воды, равном 2,8м /ч, в напорный карман з отбиралось 0,93 м /ч жидкости. з
Вода из напорного кармана поступала в распределительную систему, выполненную в виде трубы диаметром 33х1,5 мм, откуда распределялась по рабочей площади контактного устройства через отверстия диаметром 3 мм. При количестве отверстий, равном 50, общая площадь составила
3,5 х 10 м, а в напорном кармане сформировался столб жидкости высотой 28 мм, что обеспечило нормальный режим работы распределительной системы.
В таблице показано влияние высоты столба жидкости на эффективность работы контактного устройства.
Изданных, приведенных в таблице, следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить движущую силу процесса абсорбции аммиака водой (т.е., эффективность работы контактного устройства) на 7 — 10"-,ь по сравнению с известным.
Формула изобретения
1. Способ массообмена между жидкостью и паром (газом) на контактном устройстве с распределительной системой, заключающийся в разделении потока жидкости, ! подаваемой на контактное устройство, на две части, иэ которых одну часть подают
5 непосредственно на рабочую площадь контактного устройства, а другую транспортируют по распределительной системе без взаимодействия с паром (гаэом) с последующим направлением ее на рабочую пло10 щадь контактного устройства. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем повышения движущей силы процесса по всей рабочей площади контактного устройства, в распре15 делительной системе создают избыточное давление путем формирования столба жидкости не менее 10 мм.
2. Устройство для массообмена, включающее перфорированное основание, пере20 ливную и распределительную системы, о т-, л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем повышения движущейся силы процесса по всей рабочей площади контактного устройства, .
25 распределительная система выполнена в виде напорных карманов с перфорированными трубками.
1648521
СЧ
CV
Ch
С Ъ
CD
С Ъ о
СЧ
СЧ
СЬ
Ю.
С) Ю
СЧ
CD м о
С0
CO
С Ъ
СЪ
СЧ
С4Ъ
Ю
СО
CD
Ю о
I» о
l о
CO
СЧ
ОЭ о
С Ъ сч о
t»
СЧ
Ф о
О Х
О,4Ъ
С Ъ
С Ъ
СЧ
СЬ
С Ъ
С Ъ о
40 со о о о
C и
ID
CD о
ОЪ
СЧ
Ch
Ч
CO
С Ъ о
CO о
Ct7
CD о
>5
Ф
Ф (4
Сб
СЧ
4
СЧ
Cb
СЪ
С Ъ
4 о
00 с4.
СЧ фо (» а
О Х
О 00 C4
СЧ
СЪ
СЪ
СЧ
СЪ
CO
СЧ
СЬ о
Ch
СЧ
С9
СЪ со
С
CO
C 4
CJl о
00 сч о о
О
Ф
I»
Ю
CO с ъ
СЧ о
CD
СЪ о
lA
СЧ
С44 о
CO
Ю
СЧ
Pl с ъ
СЧ о с
Ю
CO СЧ
° — С ) 00
СЧ
О) СЧ сч о
4О с»
СЪ
СЧ, . о
s с
Ф
4 с9 сс4
М о
CO сб
С5 о
5 х
Ф
CO
X ссЪ
О с о о. о
Ф о.
Ф
C e о сто
3 о с
;у
44Ъ
С Э фо
О Х
О -
С ) I о s, а
0t t= с,s с
С 5 5
4 Ь щ и а
Ф о о
С сС4 м z
Ф
:Ьс 3 а X
Щ
X . о
Ф о
3 С
IO S о с
5 Ф
М
X о с х о
4 у Ф х о 5 С
VI-y
Э Ио Ф
cQ Pc T. ï
CCt E ъс
Ф
E C0
Ф а е 5
О
-Ф о а 40
1 3 1
4 40 х сФ ф< Ф
=т =т
*3 х
О40 О ъс 5 Ф
E Ce а3®в х
Х CI i5 53
Ф5оФ
X ф X о са о о м @ma
Ф О
У Р
CCt
С4
40 Х м а
5ОМФВ
- 9-а сц 5ЕФ
О. М (с) С
1648521
Составитель А.Сондор
Редактор И.Горная Техред М.Моргентал Корректор
Заказ-1478 Тираж 444 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5, Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
