Десорбер
Владельцы патента RU 2452557:
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Уренгой" (RU)
Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к конструкциям установок для взаимодействия систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации, промывки газов, и может найти применение в химической, нефтехимической, газовой и в других смежных отраслях промышленности. Десорбер содержит кубовую и массообменную части. Кубовая часть снабжена дополнительно защитным экраном, ориентированным перпендикулярно потоку реагента и прикрепленным к глухой тарелке десорбера, граничащей с массообменной частью. Каждая из колпачковых тарелок массообменной части содержит жестко соединенные с ней патрубки, над каждым из которых с зазором от полотна тарелки установлен колпачок. По меньшей мере, три зубца колпачка отогнуты в сторону патрубка и жестко присоединены к его наружной поверхности. Внутренние устройства десорбера и все детали колпачковых тарелок выполнены из материалов, устойчивых к воздействию рабочей среды. Колпачок тарелки выполнен составным из скругленного донышка, к которому сварным швом присоединена зубчатая кромка. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности аппарата, повышение производительности десорбера. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к конструкциям установок для взаимодействия систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации, промывки газов, и может найти применение в химической, нефтехимической, газовой и в других смежных отраслях промышленности.
Известен десорбер для очистки газовой смеси по патенту на полезную модель RU №37718, содержащий зону ввода исходного газа и абсорбента и вывода очищенного газа, а также массообменный блок.
Известна установка регенерации гликоля (патент RU №2247593), содержащая десорбер и массообменную колонну.
Известна установка очистки нефти (патент RU на полезную модель №55631), содержащая многоступенчатый десорбер с трубопроводами ввода нефти и углеводородного газа и отвода готового продукта.
Известен десорбер для реализации способа осушки природных и нефтяных газов по патенту RU №2157276, содержащий кубовую и массообменную части. Корпус десорбера и активные нагруженные элементы работают в условиях воздействия агрессивных сред, нагретых до высоких температур. Для продления рабочего ресурса десорбера внутренние поверхности корпуса выполняют с покрытием в виде напыленного слоя на основе порошковой смеси, включающей, например, никель, германий, молибден, хром (патент на полезную модель RU №31577).
Известен аппарат для очистки газа RU 2240173 С2, в кубовой части которого расположен защитный экран, позволяющий повысить эксплуатационную надежность аппарата. Однако установка данного экрана не возможна на введенных в эксплуатацию аппаратах, ввиду его прикрепления к поверхности корпуса.
Наиболее близким к заявляемому является десорбер, предназначенный для реализации способа регенерации углеводородных абсорбентов, которые используются для извлечения водяных паров в установках осушки природных и нефтяных газов по патенту RU №2266774. Десорбер содержит кубовую, куда поступает направленный поток реагентов, и массообменную части. Реагенты при их агрессивных свойствах оказывают неблаготворное воздействие на конструкцию десорбера, вызывая преждевременный износ и разрушение стенок корпуса десорбера, глухой тарелки в кубовой части, а также элементов колпачковых тарелок массообменной части. Ремонт массообменной части десорбера, как правило, производится по причине износа внутренних устройств, ремонт кубовой - по причине износа глухой тарелки, а также при появлении промоин и каверн корпуса по результатам толщинометрии и ультразвуковой дефектоскопии, и осуществляется по специальной технологии наплавки. Требования технологичности изготовления и восстановления деталей сложной конфигурации часто определяют невозможность использования материалов, устойчивых к воздействию агрессивных сред. Так, например, детали сложной конфигурации, изготавливаемые холодной штамповкой с вытяжкой профиля, не могут быть выполнены из таких материалов.
Настоящее изобретение решает задачу увеличения срока службы десорбера и повышения его ремонтопригодности путем внесения изменений в конструкцию отдельных составляющих его элементов при использовании материалов с надлежащими эксплуатационными характеристиками.
Задача решается тем, что десорбере содержит кубовую и массообменную части, при этом кубовая часть снабжена дополнительно защитным экраном, ориентированным перпендикулярно потоку реагента и прикрепленным к глухой тарелке десорбера, граничащей с массообменной частью, а массообменная часть выполнена в виде набора колпачковых тарелок, каждая из которых содержит жестко соединенные с ней патрубки, над каждым из которых с зазором от полотна тарелки установлен колпачок, по меньшей мере три зубца которого отогнуты в сторону патрубка и жестко присоединены к его наружной поверхности. Для этого колпачок выполнен из двух частей: скругленного донышка и зубчатой кромки, соединенных между собой сварным швом. Экран выполнен в виде нескольких жестко соединенных между собой плоских элементов из листовой стали и прикреплен к нижней плоскости глухой тарелки с зазором от поверхности корпуса десорбера.
Изобретение поясняется описанием и приложенными к нему чертежами. На фиг.1 изображен десорбер с разрезом кубовой части, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез колпачковой тарелки, на фиг.4 - разрез прототипа колпачковой тарелки.
Десорбер содержит корпус 1, в нижней части которого под глухой тарелкой 2 размещена кубовая часть 3, выше которой одна над другой установлены тарелки 4 массобменной части десорбера 5. Кубовая часть десорбера снабжена входным патрубком 6 для ввода реагента и дренажным патрубком 12. К глухой тарелке в кубовой части десорбера жестко прикреплен защитный экран 8, выполненный из составных металлических пластин, соединенных между собой сваркой. Разрез защитного экрана показан на фиг.2. Экран ориентирован перпендикулярно направлению входного потока реагента и прикреплен к глухой тарелке с зазором от корпуса десобера. Каждая из массообменных тарелок (фиг.3) содержит приваренные к ней патрубки 7, к которым с зазором к полотну тарелки установлены колпачки, выполненные из двух частей, соединенных между собой сварным швом. Верхняя часть колпачка (донышко) 9 скруглено, а свободная нижняя (направленная в сторону тарелки) кромка 10 выполнена с зубцами, по меньшей мере три из которых отогнуты в сторону патрубка и приварены к его наружной поверхности. Колпачок и все детали тарелок изготовлены из материалов, устойчивых к воздействию рабочей среды, а защитный экран - из листового проката.
Десорбер работает следующим образом.
Реагент (паро-газовая смесь), нагретый до температуры около 164°С, поступает из испарителя под давлением через входной патрубок 6 в кубовую часть десорбера. Защитный экран 8 принимает на себя поток реагента, предотвращает прямой контакт последнего со стенками корпуса и защищает дренажный патрубок 12. Реагент через отверстие в глухой тарелке поднимается вверх из кубовой в массообменную часть, в которую на некоторые из тарелок через коллектор 11 поступает продукт, и на тарелках многоступенчатой массообменной части десорбера происходит взаимодействие реагента с продуктом, в результате чего жидкий продукт поступает на выходной патрубок 14, а реагент в виде паро-газовой смеси - на выходной патрубок 15.
Предложенная конструкция колпачковых тарелок десорбера обеспечила техническую возможность изготовления тарелок и внутренних устройств десорбера из материалов, стойких к воздействию агрессивных сред, что позволило увеличить срок службы десорбера, а простота конструкции - повысить его ремонтопригодность. Помимо этого, отсутствие крепежных элементов колпачка прототипа (фиг.4.) в рабочей зоне патрубка тарелки обеспечивает низкое сопротивление последнего потоку, что повышает производительность десорбера, а также снижение затрат при изготовлении тарелок.
Введение в кубовую часть десорбера защитного экрана, прикрепленного к глухой тарелке, позволяет производить его монтаж и, при необходимости, замену при проведении технического обслуживания и ремонта десорбера в процессе эксплуатации.
Изобретение может быть использовано в установках осушки и очистки природных и нефтяных газов перед транспортированием.
1. Десорбер, содержащий кубовую и массообменную части, при этом кубовая часть снабжена дополнительно защитным экраном, ориентированным перпендикулярно потоку реагента и прикрепленным к глухой тарелке десорбера, граничащей с массообменной частью, каждая из колпачковых тарелок которой содержит жестко соединенные с ней патрубки, над каждым из которых с зазором от полотна тарелки установлен колпачок, при этом, по меньшей мере, три зубца колпачка отогнуты в сторону патрубка и жестко присоединены к его наружной поверхности.
2. Десорбер по п.1, отличающийся тем, что внутренние устройства выполнены из материалов, устойчивых к воздействию рабочей среды.
3. Десорбер по п.1, отличающийся тем, что упомянутый экран выполнен из листовой стали и прикреплен к глухой тарелке с зазором от поверхности корпуса десорбера.
4. Десорбер по п.1, отличающийся тем, что все детали колпачковых тарелок выполнены из материалов, устойчивых к воздействию рабочей среды.
5. Десорбер по п.1, отличающийся тем, что колпачок тарелки выполнен составным из скругленного донышка, к которому сварным швом присоединена зубчатая кромка.
