Колонна для проведения физико-химических процессов с участием газов и жидкостей

 

Клясс 12 g, 1

ОПИСАНИ ИЗОЬ1 КтКНИЯ

К ABTOPCKOMY CBNQETEJtbCTBY, выдднною нмвдныи кочиссмилтои тяжелой пронышленности

Зарегистрировано в Госядарсигвенно.и бюро иослeдгюи ей регистрации изобре:пений npu l осиаане (CCi

1 ! с в

И. А. Чазов.! при КЧЙМВ оведения физико-химических процессо в с участием газов и жидкостей.

Заявлено 15 мая 1936 года за т,Ъ 19-1ос3.

Онублняовано 31 марта 1931 года.

Предметом настоящего авторского свидетельства является колонна для проведения физико-химических процессов между газами и жидкостями.

Принцип действия предлагаемого аппарата заключается в том, что для взаимодействия жидкости и газа оба реагента встречаются противотоком при вихреобразном их движении и тонко-диспресном, распыленном состоянии жидкости. Для этого а) жидкость распыляется, особого устройства, центробежным распылителем, сообщающим ей вихреобразное движение, и в тонко-распыленном состоянии взаимодействует с газом или паром, поднимающимся противотоком снизу навстречу падающей жидкостной пыли; б) газу сообщается также вихреобразное движение при помощи особого распределительного устройства, что способствует более полному контакгу фаз и в) жидкость, отраженная на стенки аппарата (от распылителя), собирается отдельно и направляется к подающему насосу на обратную циркуляцию, что гарантирует от попадания вниз аппарата непрореагировавшей жидкости.

Областью применения данного àïïàрата являются все те процессы, в коих требуется осуществить контакт газообразной и жидкой фаз: абсорбция. дезорбция, охлаждение смешением, увлажнение, сушка жидкостей, конденсация газовых смесей, ректификация и т. п. Во всех этих случаях может быть применен с небольшими изменениями стандартный тип аппарата, позволяющий, благодаря его портативности, простоте устройства и дешевизче изготовления, применя гь его в производствах любого масштаба, начиная от трубчатых установок для разгонкн нефти или скрубберов коксобензольных заводов, кончая переносными увлажнителями или конденсаторами для комнатных вентиляционных устройств.

На прилагаемом чертеже представлены аппарат и его детали. Фиг. изображает разрез аппарата колонны вертикальной плоскостью; фиг 2 — вид сверху на распределитель газа; фиг. 3— деталь его; фиг. 4 — распределите; ь жидкости; фиг. 5 — вид на него сверху; фиг. 6 — деталь его; фиг. 7 — друге и вариант колонны в разрезе; фиг. 8— вид сверху на распределитель газа в этом варианте r,oëîííû; фиг. 9— деталь устройства колонны.

Как видно из чертежа, аппарат представляет собою пустотелый сварI ной или клепаный цилиндр 1 (фиг. 1)., отличающаяся тем, что, с целью создания в колонне встречных вихрей газа и жидкости, помещенный в ниж. ней части ее распределитель 2 (фиг. 1) газа выполнен в виде конуса из перекрывающихся с образованием радиальных щелей, листов, представляюших собою участки винтовой поверхности большого шага (фиг. 2 и 3), 2. Распределитель жидкости для колонны, означенной в п. 1, состоящий извращающегосядиска, отличающийся тем, что этот диск 5 (фиг. 4) снабжен канавками 9 (фиг. 5) для прохода жидкости и сверху закрыт крышко" 6 (фиг, 4), к краям которой подвешено отражательное кольцо 7 (фиг. 4 и 6) с валикообразной выпуклостью 8.

3. Форма выполнения колонны, означенной в пп. 1 и 2, отличающаяся тем. что в верхней части она снабжена жоло бом 4 (фиг, 1) для отвода орошающей жидкости, попадаюгцей на стенки.

4. Видоизменение колонны, означенной в пп. 1 — 3, отличающееся тем,, что она выполнена из нескольких ци линдров 10 (фиг. 7) уменьшающегося книзу диаметра, входящих частично один в другой, с образованием между ними кольцевого пространства, снабженного описанным в п. 1 распределителем (фиг. 8) газа и предназначенного для отпаривания соответствующих фракций, отбираемых в жидком состоянии из вышерасположенной: части колонны. некоторых трубчатых установок, где для отбора каждой фракции имеется отдельная колонна. Поскольку для установок небольшой мощности установка нескольких колонн маловыгодна, то для этого случая дается другой вариант конструкции колонны, основанной на тех же принципах конструирования, что и типовой аппарат.

Данный вариант (фиг. 7 — 9) отличается наличием эвапорационной секции в нижней части колонны для отпаривания тяжелой фракции и зон отпаривания средних фракций (по числу последних). Зона отпаривания тяжелой фракции представляет собою в миниатюре ту же типовую колонну, только распыливающий диск у ней снабжен более глубоким гидравлическим затвором во избежание прохождения газообразного сырья через нижнюю зону и сливной патрубок в зону ректификации, так как весь газ (или пар } должен проходить через распределительное устройство.

Зоны отпаривания средних фракций находятся в той же колонне no nepuQep»u, помещаясь между наружной степкой аппарата и стенкой ра"положенного внутри цилиндра (см. схематический разрез фиг. 7). Стенки цилиндра V) могут быть раздвижными и тогда подъемом верхней их части можно регулировать легкость фракции в целом. Отпаривающая зона средней фракции снабжена также распределителем пара аналогичного с вышеописанным устройства; количеством подаваемого пара регулируется величина отгона легкой фракции.

Для регулирования отбора средней фракции в стенках внутреннего цилиндра прорезаются окна для слива избытка жидкости на орошение тяжелой фракции к малому распылителю (фиг. 9) при помощи сливного жолоба и воронки. Распылительный диск насажен на общую ось, но отражательное кольцо здесь может быть для простоты неподвижным и без пластичок.

Отличием данного варианта от основного, вытекающим из всего изложенного, является то, что ось мотора или редуктора пропускается через всю колонну до эвапорационной секции. Следовательно, наверху колонны здесь устанавливаются под, LUHnHHKH для несущего вала и ось мотора или редуктора соединена с ним

i гиокой связью (муфта и т. и.). Расход .силы на вращение здесь, естественно, выше, нежели в простом типовом аппаоа"е

Варианты устройства колонны могут ! быть весьма разнообразными. Так, для отбора средней фракции может быть предложен отражательный диск. помещаю}цийся на произвольном расстоянии по высоте оси вращения,, отражающий падающую на него жидкость на стенки. Диск устраивается

} не сплошным — с прорезами в радиаль, ном направлении. Соотношением ме; жду площадью „спиц" диска и прорезов устанавливается количество отражаемой жидкости и проходящей в нижниесекции колонны. Отражаемая на стенки жидкость собирается сборным жолобом в сливной карман и ! отводится из колонны.

Олисанная колонна консгрукп.вно проста и не громоздка, стандартна в изготовлении и может имеп слмое разнообразное и широкое применение в разных отраслях промышленности, (химия, металлургия, ппгцевая про}

I мышленпость, спецхим}и1, начиная от разгонки нефти и конденсации коксо, вого газа, кончая сушилками для, молока и япц или уьлажнительными камерами.

Затра:а материалов на ее соору: жение всегда и в значительной степени будет меньше. нежели для ооычного типа колончы, cêðóááåpîâ ит.п.

Отдельные элемен гы колонны, как например, центрооежный распылитель, могут найги себе применение, помимо описанного.

Его достоинством является простота устройства и обслуживания, надежность работы, люоая желательная производительность агрегата, сочетающаяся с вы-окой степенью распыления.

Предмет изобретен ия.

1. Колонна для проведения физикохимических процессов с участием газов и жидкостей. снабженная вращающимся распределителем жидкости, фигI

ИГ. фиг.Ф ф .5 фиг1 игН 1

;1 и

Тип.. Пе -:a: ныл Труд". Зз и. 3534 — Х6

Ы, авторскому свидетельству И. А. Чазова

Pi0 3065