Цепной каплеотделитель для массообменных колонн


 

B01D53/00 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2532178:

ФГБОУ ВПО Ангарская государственная техническая академия (RU)

Изобретение относится к устройству, предназначенному для отделения газовой (паровой) фазы от захваченных капель жидкости в колонных массообменных газожидкостных аппаратах. Каплеотделитель для массообменных колонн включает кольца, собранные в цепи. Кольца имеют разный диаметр, при этом кольца собраны в цепи разной длины, которые подвешены вертикально к решетке, причем длинные цепи касаются нижним концом верхнего распределительного устройства жидкости. Устройство позволяет снизить каплеунос (или унос жидкости) из аппарата потоком газа (пара) и не создает большого гидравлического сопротивления. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Устройство предназначено для отделения газовой (паровой) фазы от захваченных капель жидкости в колонных массообменных газожидкостных аппаратах.

Уровень техники

Для отделения (сепарации) потока газа (пара) от капель широко применяются кольца Рашига внавал, слоем устанавливаемые на решетке в верхней части аппарата [1, 2]. Общим с предлагаемой конструкцией является кольцевидная форма элементов и наличие решетки. Недостатком является очень большое гидравлическое сопротивление, создаваемое кольцами Рашига.

В качестве каплеотделителя используется также сеточная насадка, предназначенная для сепарации (отделения) газа (пара) от капель [3]. Она представляет собой рукава сетки, свернутые в рулон.

Общим с предлагаемой конструкцией является наличие в структуре сетки замкнутых элементов, расположенных вертикально.

Недостатки сеточной насадки: затрудненное стекание жидкости по насадке вниз, а также эффект «губки», когда насадка начинает аккумулировать и не выпускать жидкость, что влияет на эффективность отделения, а также создает большое сопротивление (в случае накопления жидкости).

В качестве прототипа выбрано изобретение, раскрытое в RU 2035991 C1, 27.05.1995, из которого известен каплеотделитель для массообменных колонн, включающий замкнутые элементы, причем замкнутые элементы представляют собой кольца одинакового размера, собранные в цепи одинаковой длины. Общим с предлагаемой конструкцией является наличие замкнутых элементов (колец), собранных в цепи.

Недостатком прототипа является повышенный каплеунос потоком газа и повышенный повторный каплеунос.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание нового высокоэффективного не создающего большого гидравлического сопротивления каплеотделителя для отделения газа (пара) от захваченных капель жидкости в колонных массообменных газожидкостных аппаратах.

Техническим результатом изобретения является снижение каплеуноса потоком газа (пара), повышение производительности установки за счет уменьшения гидравлического сопротивления.

Устранение указанных недостатков и достижение заявляемого технического результата от реализации цепного каплеотделителя для массообменных колонн, содержащего цепи из замкнутых элементов (колец), обеспечивается за счет того, что кольца разного размера собраны в цепи разной длины (2 - короткие цепи, 3 - длинные цепи), цепи подвешены к решетке (1) (фиг.1). Используются цепи двух видов - длинные и короткие. Размер кольца длинной цепи увеличивается книзу цепи так, как показано на фиг.1. Нижнее кольцо цепи - самое большое в диаметре. Второе кольцо, считая от нижнего конца цепи, имеет диаметр в 1,5-2 раза меньше диаметра нижнего кольца. Третье кольцо, считая от нижнего кольца цепи, имеет диаметр в 1,5-2 раза меньше диаметра второго кольца. Все последующие кольца имеют одинаковый диаметр, равный диаметру третьего кольца, считая от нижнего конца цепи. Короткие цепи в 1,2 раза короче длинных цепей и состоят из разных по диаметру колец. Диаметр нижнего кольца короткой цепи равен диаметру нижнего кольца длинной цепи. Второе кольцо короткой цепи, считая от нижнего конца короткой цепи, имеет диметр в 1,5-2 раза меньше диаметра нижнего кольца короткой цепи. Все остальные кольца - одного диаметра, который в 1,5-2 раза меньше диаметра второго кольца. Указанное соотношение размеров колец и длин цепей позволяет оптимально расположить цепи по сечению колонны, обеспечить эффективное отделение газа от капель жидкости и снизить каплеунос потоком газа (пара). Длинные и короткие цепи расположены в поперечном сечении колонны в шахматном порядке, причем соотношение числа длинных цепей к числу коротких цепей 1:1, то есть 50% длинных цепей и 50% коротких. Длина длинной цепи равна расстоянию между решеткой 1 (фиг.1) и верхним распределительным устройством жидкости 5. Число длинных цепей в продольном осевом сечении колонны (показанном на фиг.1) определяется из условия: n=D/d, где D - внутренний диаметр колонны, м; d - диаметр нижнего звена длинной цепи; n - число длинных цепей в продольном осевом сечении колонны. Диаметр нижнего кольца длинной цепи выбирается из диапазона 0,02-0,06 м. Диаметр нижнего кольца длинной цепи выбирается из указанного диапазона в зависимости от нагрузки колонны по газу (пару), величины брызгоуноса и свойств газа (пара) и жидкости.

Для предотвращения повторного уноса концы длинных цепей 3 касаются верхнего распределительного устройства жидкости. В этом случае струя жидкости, стекающая с цепи, попадает сразу на верхнее распределительное устройство жидкости. На фиг.1 стенки колонны обозначены 4, верхнее распределительное устройство жидкости обозначено 5. Верхнее распределительное устройство состоит из труб с отверстиями для прохода жидкости. Жидкость поступает в верхнее распределительное устройство жидкости и выходит из него через отверстия в виде множества струй. Верхнее распределительное устройство 5 предназначено для равномерного распределения жидкости по сечению аппарата.

Краткое описание чертежей

Фиг.1. Цепной каплеотделитель для массообменных колонн. На фиг.1 приведена схема цепного каплеотделителя для массообменных колонн.

Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что цепи выполнены разной длины, причем кольца, составляющие цепи, имеют разный диаметр, увеличивающийся книзу цепи, и концы длинных цепей касаются верхнего распределительного устройства жидкости.

Цепной каплеотделитель располагают в верхней части колонных массообменных газожидкостных аппаратов (абсорберов, десорберов, ректификационных колонн). Принцип действия устройства заключается в том, что при прохождении потока газа (пара) через цепной каплеотделитель направление движения газа непрерывно изменяется вследствие кривизны каналов, образованных цепями. Вследствие инерционных сил капли оседают на поверхности цепей и стекают пленкой по звеньям цепей вниз. Цепи имеют разную длину. Крупные низко расположенные кольца предназначены для улавливания самых крупных капель жидкости. Мелкие кольца, расположенные на более высоком уровне, улавливают мелкие капли. Это позволяет снизить каплеунос потоком газа (пара). Для предотвращения повторного уноса концы длинных цепей касаются верхнего распределительного устройства жидкости.

Цепной каплеотделитель имеет высокий свободный объем (до 0,93), что позволяет снизить гидравлическое сопротивление и увеличить производительность.

Сопоставительный анализ прототипа и заявляемого устройства показывает, что его отличительной особенностью является то, что кольца имеют разный размер, собраны в цепи разной длины, которые подвешены вертикально к решетке, причем концы длинных цепей соприкасаются с верхним распределительным устройством жидкости.

Осуществление изобретения

Экспериментальные исследования на лабораторной установке показали, что цепной каплеотделитель обладает в 7-8 раз меньшим гидравлическим сопротивлением, чем кольца Рашига и большей удельной поверхностью (до 500 м23).

Данное устройство обладает малым гидравлическим сопротивлением за счет того, что жидкость не задерживается на звеньях, а свободно стекает вниз. Это позволяет увеличить производительность установки за счет снижения гидравлического сопротивления. Цепной каплеотделитель позволяет снизить каплеунос (или унос жидкости) из аппарата потоком газа (пара).

Литература

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: 1973, 754 с.

2. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Москва, Химия, 1983 г., с.272.

3. Интернет-сайт: www.metaprom.ru.

Каплеотделитель для массообменных колонн, включающий кольца, собранные в цепи, отличающийся тем, что кольца имеют разный диаметр, при этом кольца собраны в цепи разной длины, которые подвешены вертикально к решетке, причем длинные цепи касаются нижним концом верхнего распределительного устройства жидкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки газа, а также в качестве смесителей жидких и газовых потоков.

Изобретение относится к массообменным устройствам для адсорбционных, десорбционных и ректификационных колонн. Каскадная тарелка содержит горизонтальные ленты, образующие уклон от стены колонны, расположенные в виде лестницы от стены колонны к противоположной стене с образованием щели между вышележащей и нижележащей лентами, причем ленты имеют сеточную ленту со стороны, выступающей из-под вышележащей ленты, и бордюр на противоположной стороне ленты.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, применяемых для проведения тепло- и массообменных процессов в системе газ(пар) - жидкость, таких как процесс ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа, а также насадка может найти применение в технологических процессах химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, применяемых для проведения тепло- и массообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость, таких как процесс ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа, а также насадка может найти применение в технологических процессах химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, предназначенных для проведения тепломассообменных процессов, и может найти применение в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа, для разделения фаз, а также в химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения ненасыщенных карбоксилатов взаимодействием алкенов, содержащих от 2 до 6 атомов углерода, с алканкарбоновыми кислотами, содержащими от 1 до 6 атомов углерода, в присутствии кислородсодержащего газа и гетерогенного катализатора на основе благородного металла путем проведения непрерывного процесса в гомогенной газовой фазе в реакторе, при этом газообразную фазу направляют в рецикл (рецикловый газ) и перед входом в реактор насыщают алканкарбоновой кислотой в предназначенном для этого сатураторе, где перед сатуратором для насыщения алканкарбоновой кислотой (основным сатуратором) предусматривают предварительный сатуратор, в котором рецикловый газ насыщают частью от всего количества используемой для насыщения алканкарбоновой кислоты, после чего рецикловый газ направляют в основной сатуратор и насыщают в нем остальным количеством алканкарбоновой кислоты.

Предложен структурированный насадочный модуль с поперечным расположением гофров для использования в колоннах массопереноса или теплообмена, который имеет конкретное предназначение в жестких условиях эксплуатации, в которых проблемой являются загрязнение, образование нагара и эрозия.

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок и может найти применение в технологических процессах нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

В устройстве для подготовки сжатого воздуха для транспортных средств находящийся под статическим давлением в напорном трубопроводе сжатый воздух вначале очищают от загрязнений, таких как углеводородные соединения и маслосодержащие продукты, и затем сушат.

Каталитическая композиция, представленная общей формулой XVO4/S, в которой XVO4 означает ванадат переходного металла или смешанный ванадат переходного/редкоземельного металла, и S означает носитель, содержащий TiO2.
Изобретение относится к способу получения горючего газа для газовых двигателей из образующегося при добыче нефти попутного газа, который содержит метан, этан, пропан, углеводороды с более чем тремя атомами углерода и по обстоятельствам пропен, причем получаются газообразная фракция и жидкостная фракция путем частичной конденсации попутного газа, причем процесс конденсации проводится при таких соотношениях давления и температуры, что жидкостная фаза по существу не содержит метана, этана, пропана и по обстоятельствам пропена и что газообразная фаза по существу свободна от н-бутана и изобутана.

Изобретение относится к концентраторам жидкости, а точнее к компактным передвижным недорогим концентраторам сточных вод, которые легко можно подключать к источникам отбросного тепла и использовать их для концентрирования жидкости.

Изобретение относится к области очистки и стерилизации воздуха, а именно к устройствам для очистки воздуха от газов, паров органических соединений, угарного газа и оксидов азота, и может быть использовано в газоочистной системе промышленных предприятий.

Изобретение относится к способу получения пиролизной жидкости и установке для ее получения. Способ получения пиролизной жидкости заключается в том, что пиролизная жидкость образуется путем пиролиза из сырьевого материала на биооснове с образованием газообразного продукта пиролиза при пиролизе в реакторе пиролиза, затем конденсируют продукт с получением пиролизной жидкости в конденсаторе, подают циркулирующий газ в реактор пиролиза, при этом циркулирующий газ транспортируют посредством компрессора с жидкостным кольцом в реактор пиролиза, очищают перед подачей его в реактор пиролиза и пиролизную жидкость используют в качестве жидкого слоя в компрессоре с жидкостным кольцом. Установка для получения пиролизной жидкости включает по меньшей мере реактор (1) пиролиза, в котором образуется газообразный продукт (2) пиролиза путем пиролиза сырьевого материала на биооснове, средства (3) подачи сырьевого материала на биооснове для подачи сырьевого материала на биооснове в реактор пиролиза, конденсатор (4), в котором газообразный продукт (2) пиролиза конденсируют с получением пиролизной жидкости (5), средства подачи газа для подачи циркулирующего газа (7) в реактор пиролиза, средства циркуляции циркулирующего газа (7) для обеспечения циркуляции циркулирующего газа из конденсатора в реактор пиролиза, при этом установка включает компрессор (6) с жидкостным кольцом для транспортировки циркулирующего газа (7) в реактор пиролиза из конденсатора (4) и очистки циркулирующего газа, установка включает средства циркуляции компрессорной жидкости для транспортировки пиролизной жидкости (5а), используемой в качестве жидкого слоя в компрессоре с жидкостным кольцом из конденсатора (4) в компрессор (6) с жидкостным кольцом и из компрессора (6) с жидкостным кольцом обратно в конденсатор (4). Технический результат - пиролизная жидкость из сырьевого материала на биооснове хорошо работает в качестве жидкого слоя компрессора с жидкостным кольцом, при этом повышается качество циркулирующего газа.

Изобретение относится к способу получения твердого материала, содержащего ZnO и связующее, включающему следующие этапы: предварительное смешение порошков, содержащих по меньшей мере один порошок ZnO, по меньшей мере одно связующее (этап а), размешивание полученной пасты (этап b), экструзия (этап с) пасты, полученной на этапе b, сушка экструдатов, прокаливание (этап d) в потоке газа, содержащего кислород.

Изобретение относится к способу непрерывного термического разделении смесей материалов, в частности растворов, суспензий и эмульсий, в котором непрерывную обработку смесей материалов разделяют на основное испарение и дегазацию, причем основное испарение и дегазацию осуществляют в отдельных смесительных машинах.

Изобретение относится к технологии утилизации попутного нефтяного газа и может быть использовано на установках сепарации и подготовки нефти, на промысловых объектах подготовки и переработки нефтяного газа и на компрессорных станциях.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в системах улавливания углеводородов из парогазовых смесей, выбрасываемых в атмосферу при сливе, хранении и подготовке коксохимического сырья в производстве технического углерода.

Изобретение относится к способам (вариантам) окисления монооксида углерода (СО) и летучих органических соединений (ЛОС), а также к каталитической композиции для данных процессов, при этом способы включают стадию введения хвостовых газов способа получения очищенной терефталевой кислоты, содержащих водяные пары и указанные СО и ЛОС, в контакт с композицией катализатора, содержащей по меньшей мере один промотор на основе неблагородного металла и по меньшей мере один катализатор на основе неблагородного металла, нанесенные на оксидный носитель, включающий один или несколько материалов, выбираемых из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, диоксида церия и диоксида титана, причем указанная композиция катализатора по существу не содержит металлов платиновой группы, а указанные соединения ЛОС включают одно или несколько соединений, выбираемых из метилацетата, метана, метилбромида, бензола, метанола, метилэтилкетона, бутана и бутена, при этом по меньшей мере один катализатор на основе неблагородного металла выбирают из группы, состоящей из меди (Cu), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и хрома (Cr), а по меньшей мере один промотор катализатора на основе неблагородного металла выбирают из группы, состоящей из неодима (Nd), бария (Ba), церия (Ce), лантана (La), празеодима (Pr), магния (Mg), кальция (Ca), марганца (Mn), цинка (Zn), ниобия (Nb), циркония (Zr), молибдена (Mo), олова (Sn), тантала (Ta) и стронция (Sr). Технический результат заключается в разработке альтернативных катализаторов, которые демонстрируют высокую активность и долговечность. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил., 14 пр.
Наверх