Колонна для массообмена

 

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов теплои массообмена и может быть использовано в химической , нефтехимической, газоперерабатывающей , пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение массообмена за счет обеспечения дополнительного контакта фаз в пакете насадки с одновременным увеличением степени брызгоулавливания и уменьшением габаритов колонны. Над тарелками установлены горизонтальные ряды из 5-9 наклонных пластин трикотажа из синтетических мононитей с линейным модулем петли , причем каждая последующая пластина смещена на 25-90° по отношению к предыдущей , а каждый ряд расположен под углом 3-10° к горизонтали тарелки. 1 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 ) 19/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

> (21) 4771527/26 (22) 09,11.89 (46) 15.04.92. Бюл. N 14 (71) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.М. Кирова (72) А,В. Серов, M.M. Булаткин, Р.Ф, Витковская, Л,Я. Терещенко, Н.Ф, Зыбина и А,Г.

Шкуров (53) 66.074.513(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1274700, кл, В Ol D 53/20, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 899050, кл. В 01 О 3/20. 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 482174. кл. В 01 D 3/32. 1975. (54) КОЛОННА ДЛЯ УАССООБМЕНА (57) Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов тепло- и масИзобретение относится к устройствам для осуществления массообменных процессов химической технологии и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, Известна барботажная тарелка с двумя зонами контакта, где обечайка снабжена вертикальным цилиндром, внутри которого установлено устройство для слива жидкости, выполненное в виде перфорированного обтекателя, сообщающегося с вышележащей обечайкой, при этом корпус снабжен кольцевым желобом, выполненным на его внутренней поверхности. сообщающейся с обтекателями. Недостатком такого устрой„„. Ы„„1726007 А1 сообмена и может быть использовано в химической, нефтехимической, гаэоперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение массообмена за счет обеспечения дополнительного контакта фаэ в пакете насадки с одновременным увеличением степени брыэгоулавливания и уменьшением габаритов колонны. Над тарелками установлены горизонтальные ряды иэ 5-9 наклонных пластин трикотажа из синтетических мононитей с линейным модулем петли

40 — бб, причем каждая последующая пластина смещена на 25-90 по отношению к предыдущей, а каждый ряд расположен под углом 3 — 10 к горизонтали тарелки. 1 табл., 3 ил, ства является неполное использовани" реакционного объема массообменной тарелки из-за невысоких барботажных слоев, волновые и струйные прорывы газа при увеличении производительности, что приводит к снижению массоотдачи в газовой фазе сложность осуществления масштабного перехода к аппаратам большой единичной мощности.

Известна колонна для массообмена между газом и жидкостью, содержащая -ориэонтальные тарелки и установленные над ними отбойники, выполненные из двух или более горизонтальных рядов наклонных пластин, образующих зигзагообразные каналы, сливные устройства со сливными пластинами, причем расстояние от тарелки до

1726007 отбойника составляет 0,5-2,0 высоты отбойника, Недостатком указанного устройства является вынос жидкости на отбойники, что приводит к их захлебыванию, увеличению брыэгоуноса и, как следствие, к снижению эффективности работы тарелки, а также ухудшению массообменных характеристик.

Указанное устройство отличается значительными габаритами и сложностью изготовления.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является массообменная колонна, содержащая пакеты рулонной насадки, имеющие высоту, равную 0,3 — 0,4 межтарельчатого расстояния, а расстояние между вышерасположен ными провальными тарелками и пакетами равно 0,2-0,3 межтарельчатого расстояния, Недостатком указанной колонны является образование каналов за счет спиральной металлической ленты для прохождения газа только s вертикальном направлении, где осуществляется только один режим работы. Поэтому накопление жидкости в слое рулнной насадки сразу же приводит к ее зах ебыванию, увеличению брызгоуноса и снижению эффективности работы тарелки.

Цель изобретения — увеличение массообмена с одновременным снижением степени брызгоуноса и уменьшение габаритов колонны.

Указанная цель достигается тем, что пакеты выполнены иэ наклонных пластин трикотажа из синтетических мононитей с линейным модулем петли 40-66, причем каждая последующая пластина смещена на

25 — 90 по отношению к предыдущей, а каждый пакет расположен под углом 3 — 10 к горизонтали тарелки.

Установка пакетов, выполненных из наклонных пластин трикотажа из синтетических мононитей с линейным модулем петли

40-66, позволяет увеличить массообменную способность за счет создания высокоразвитой поверхности контакта фаэ с одновременной сепарацией за счет коалесценции капель в слое наклонных пластин.

Смещение пластин трикотажа между собой на величину 25-90 создает общий слой с большой удерживающей способностью жидкости, предотвращающей проскок газа и жидкости по сквозным каналам. Изменение линейного модуля петли от 40 до

66 приводит к тому, что в случае уменьшения величины линейного модуля петли неоправданно возрастает гидравлическое сопротивление сло беэ заметного увеличения массообмена и ведет к повышению материалоемкости, В противном случае

55 заметно увеличивается брызгоунос с одновременным снижением массообмена эа счет образования сквозных каналов.

Количество пластин и расположение пакетов под углом 3 — 10 к горизонтали обусловлено гидродинамическими характеристиками процесса.

Положительный эффект достигается за счет укаэанной конструкции колонны для массообмена, а именно установкой над кажДОИ таРЕЛКОй ПаКЕтОВ НакЛОНнЫХ ПЛаетИН трикотажа, выполненного из синтетических мононитей с линейным модулем петли 40—

66, На фиг, 1 представлена колонна для массообмена с изображением контактирующих потоков, разрез; на фиг. 2 — фрагмент трикотажа, вид сверху; на фиг. 3 — фрагмент трикотажа.

Колонна 1 для массообмена содержит гарелKè 2, над которыми установлены пакеты наклонных пластин 3, В зависимости от вида процесса и нагрузок по газу и жидкости устанавливается необходимое количество тарелок и пакетов наклонных пластин.

На фиг, 2 представлен фрагмент трикогажа, из которого выбраны пакеты наклон ых пластин; на фиг. 3 — пакет из 9 наклонных пластин трикотажа, Капельная жидкость проникает сквозь первый слой, начинает накапливаться и далее работает как массообменная тарелка.

Вторичный унос предотвращается при наличии пластин от 5 и более.

Колонна для массообмена работает следующим образом.

В массообменной колонне пакет пластин устанавливается под углом к горизонтали тарелки. Капельная жидкость, уносимая с таjýåëêè потоком газа, соударяется с пакетом накло IHblx пластин, капли коалесцируют, образуя на первой по ходу газа пластине г1ленку жидкости, Гаэ проходит через каналы, образованные за счет структуры трикога>và, л взаимодействует с пленкой жидкости. Это взаимодействие приводит к образованию газожидкостного слоя внутри пакета наклонных пластин, в котором происходит массообмен.

Вышележащие наклонные пластины осуществляют сепарацию капель, их улавливание и предотвращают вторичный унос.

ЖидкОсть выводится с наклонных пластин обычным способом. Благодаря установке пластин под углом к горизонтали жидкость не образует газожидкостного слоя на внешНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ.

Пример. Наклонные пластины изго"авливали из полипропиленовых мононитей диаметром 0,3 мм, s качестве сопроводите1726007 ванин, Приведеннал скоПлотность орошеГидравлическое соКоличестКозффициент массоотдачи в газовой

Оазс, кг/мзч(кг/Kr) Смещение

Линейный

Угол на- Иатериал пакета напримера во наклон- слоев однодупь петли клонных пластин клона, град рость газа, и/с противгение, Па ных пласного отнонил, мз/нзч тин сительно

/IPYt ohio, град

2 3

7 162

15020

45 5

Павсан

21000

"5

460

97

98

98 н

5

5

5

3 3

45 н

680

6 3

7 3

18890 !

18800

280

Полипропилен

Лаесан

4О

95

280

53

9 3

i0 3

3 3 3

14 3

16

45

260

285

Полипропилен

Лавсан

240

1 9403

45

28О

19700 9690

19600

280

60 ч С ч

98 .81

Полипропилвн

Лавсан

480

45

3л5

18030

135

9/

Прос,т г, 3

"10

3IU0

Неталл ля использовали комплексную нить, Изготавливали трикотаж способом полуфанг, Пакет состоял из 7 наклонных пластин трикотажа. Угол наклона пластин к горизонтали тарелки составлял 5О, а расстояние между 5 тарелкой и пакетом наклонных пластин равнялось 200 мм, Пакет наклонных пластин монтировали в колонне. 10

Исследование проводили при нагрузках по газу 1,5-4 м/с, по жидкости 0 — 10 мэ/м2. ч.

Результаты представлены в таблице.

Предлагаемое техническое решение по- 15 зволяет повысить степень брызгоулавливания, увеличить массообмен и уменьшить

1абариты колонны, Формула изобретения

Колонна для массообмена между газом (паром) и жидкостью, содержащая контактное устройство, включающее горизонтальные тарелки и установленные над ними пакеты насадки гофрированного профиля, отличающаяся тем, что, с целью увеличения массообмена за счет обеспечения дополнительного контакта фаз в пакете насадки с одновременным увеличением степени брызгоулавливания и уменьшения габаритов колонны, пакеты выполнены из наклонных пластин трикотажа из синтетических мононитей с линейным модулем петли

40 — 66, причем каждая последующая пластина смещена на 25 — 90 по отношению к предыдущей, а каждый пакет расположен под углом 3 — 10 к горизонтали тарелки.

--- — ----г----"-- — ------ — --"----Г

172 б007

1726007

Составитель P.Âèòêîâñêàÿ

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор А.Маковская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Зака,.1224 TPlp3® Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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