Массообменная насадка для колонных аппаратов

Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных процессов в колонных аппаратах, работающих как на системах жидкость-жидкость, так и на системах пар-жидкость, и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Массообменная насадка включает в себя ряд прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу под углом, с отбортовкой навстречу друг к другу в верхней части пластин. Прямоугольные пластины толщиной не более 1 мм выполнены с перфорацией в виде жалюзийной сетки, в которой щелевые жалюзийные отверстия имеют ширину S, равную 0,3-0,5 мм, с шагом, равным не более толщины пластины, с наклоном под углом α, равным 30-45°, отношением длины 1 к ее ширине S от 13 до 25, направлением жалюзийных каналов к горизонтальной оси координат под углом β, равным 30-45°, и расстоянием между жалюзийными каналами 1-2 мм. Отбортовки навстречу друг к другу соединены между собой без зазора и образуют глухой карман с переливными планками высотой не менее величины гидравлического затвора. Наклонные прямоугольные пластины с перфорацией в виде жалюзийной сетки в вершине нижних углов соединены глухими пластинами, которые образуют между собой сливной патрубок, опущенный в глухой карман с переливными пластинами нижележащего ряда наклонных пластин. Преимущество предлагаемой конструкции массообменной насадки обусловлено расширением диапазона устойчивой работы при высокой эффективности массообмена как на системах жидкость-жидкость, так и на системах пар-жидкость. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных процессов в колонных аппаратах, работающих как на системах жидкость-жидкость, так и на системах пар-жидкость, и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известны насадки, состоящие из ряда наклонных перфорированных или не перфорированных пластин со щелями между ними [1], [2], [3].

Недостатками данных насадок являются узкий диапазон устойчивой работы и практическое отсутствие возможности их применения при работе на системе пар-жидкость.

Известна массообменная насадка для колонных аппаратов, состоящая из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу, со щелями в вершинах углов, снабженных отбортовкой, направленной вертикально вниз и имеющей высоту, равную половине высоты пластин, а кромки отбортовок снабжены зубцами, отогнутыми навстречу друг другу [4].

Недостатком этой насадки является узкий диапазон устойчивой работы при относительно низкой эффективности массообмена и практическое отсутствие возможности ее применения при работе на системе пар-жидкость. Этот недостаток обусловлен провалом жидкости через относительно широкие щели, равные 3 мм, при малой загрузке по пару и уносом жидкости вверх при большой загрузке по пару.

Целью изобретения является расширение диапазона устойчивой работы и повышение эффективности массообмена насадки, а также возможность ее применения при работе на системе пар-жидкость.

Поставленная цель достигается тем, что в массообменной насадке для колонных аппаратов, состоящей из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу под углом с отбортовкой навстречу друг к другу в верхней части пластин, отличающейся тем, что прямоугольные пластины выполнены с перфорацией в виде жалюзийной сетки, щелевые жалюзийные отверстия в перфорированной пластине толщиной не более 1 мм выполнены шириной S, равной 0,3-0,5 мм, с шагом, равным не более толщины пластины, с наклоном под углом α, равным 30-45°, отношением длины щели l к ее ширине S от 13 до 25, направлением жалюзийных каналов к горизонтальной оси координат под углом β, равным 30-45°, и расстоянием между жалюзийными каналами 1-2 мм, а отбортовки навстречу друг к другу соединены между собой без зазора и образуют глухой карман с переливными планками высотой не менее величины гидравлического затвора. Наклонные прямоугольные пластины с перфорацией в виде жалюзийной сетки в вершине нижних углов соединены глухими пластинами, которые образуют между собой сливной патрубок, опущенный в глухой карман с переливными пластинами нижележащего ряда наклонных пластин.

На фиг.1 показана насадка, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент прямоугольной пластины с перфорацией в виде жалюзийной сетки.

Насадка состоит из ряда прямоугольных перфорированных пластин 1 толщиной не более 1 мм, щелевых просечных отверстий в виде жалюзи 2 шириной S 0,3-0,5 мм, с шагом, равным не более толщины пластины, с наклоном под углом α, равным 30-45°, отношением длины l к ее ширине S от 13 до 25, щелевых жалюзийных каналов 3, направленных под углом β, равным 30-45° к горизонтальной оси координат, и расстоянием 4, равным 1-2 мм между щелевыми жалюзийными каналами 3, глухих карманов 5, переливных планок 6, сливных патрубков 7.

Насадка работает следующим образом. Жидкость по сливным патрубкам 7 поступает в глухие карманы 5, далее через переливные планки 6 равномерно распределяется и течет по верхним поверхностям прямоугольных перфорированных пластин 1 и по сливным патрубкам 7 поступает в нижележащий ряд глухих карманов 5. Пар подается под нижние поверхности прямоугольных перфорированных пластин 1 и проходит через щелевые просечные отверстия в виде жалюзи 2 под углом α, равным 30-45°, и равномерно распределенный встречается с потоком жидкости под углом β, равным 30-45°, где образуется мелкодисперсная смесь пара с жидкостью с высокоразвитой поверхностью контакта фаз, одного из главных факторов, влияющих на интенсивность массопередачи. Не сконденсировавшийся пар поступает под вышележащие перфорированные пластины.

Применение прямоугольных пластин, выполненных с перфорацией в виде жалюзийной сетки с узкими щелями 0,3-0,5 мм, позволяет применить предлагаемое устройство для проведения массообменных процессов, работающих на системе жидкость-жидкость, в которых жидкость с меньшей плотностью движется вверх, а жидкость с большей плотностью движется вниз по вышеописанному принципу.

Использование предлагаемой насадки позволяет расширить диапазон устойчивой работы, повысить эффективность массообмена и работать как на системе жидкость-жидкость, так и на системе пар-жидкость.

Список использованной литературы

1. Авторское свидетельство №990254, кл. B 01 D 11/04, 1983 г.

2. Авторское свидетельство №1286233, кл. B 01 D 11/04, 30.01.1987 г., бюл. №4.

3. Авторское свидетельство №194761, кл. B 01 D 53/20, 1967 г.

4. Авторское свидетельство №1142149, кл. B 01 D 53/20, опубликован 28.02.85, бюл. №8.

1. Массообменная насадка для колонных аппаратов, состоящая из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу под углом, с отбортовкой навстречу друг к другу в верхней части пластин, отличающаяся тем, что прямоугольные пластины выполнены с перфорацией в виде жалюзийной сетки, щелевые жалюзийные отверстия в перфорированной пластине толщиной не более 1 мм выполнены шириной S, равной 0,3-0,5 мм, с шагом, равным не более толщины пластины, с наклоном под углом α, равным 30-45°, отношением длины щели l к ее ширине S от 13 до 25, направлением жалюзийных каналов к горизонтальной оси координат под углом β, равным 30-45°, и расстоянием между жалюзийными каналами 1-2 мм, а отбортовки навстречу друг к другу соединены между собой без зазора и образуют глухой карман с переливными планками высотой не менее величины гидравлического затвора.

2. Массообменная насадка для колонных аппаратов по п.1, отличающаяся тем, что наклонные прямоугольные пластины с перфорацией в виде жалюзийной сетки в вершине нижних углов соединены глухими пластинами, которые образуют между собой сливной патрубок, опущенный в глухой карман с переливными пластинами нижележащего ряда наклонных пластин.