Роторная массообменная колонна

 

A И < »багЕВВ изовеетиния

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 26.05.75 (21) 213730„ 3/26 (51) N. Кл."В 019 3/30 с присоединением заявки № " (23) Приоритет (43) Опубликовано05.12.76. Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 26.01.77

Гаоударатеенный намитет

Совета Мнниотроа СССР по делам изооретений и открытий (53) УЦК 66,015.23. .05 (088.8) В. Р. Ручинский, В, К. Чубуков, В. П. Гаврилин, 10. Г. Нечаев, И. Ф. Евкин и Б. А. .Гурков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РОТОРНАЯ МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к роторным колоннам для проведения абсорбционных и ректификационных процессов; в частности для ректификации в условиях вакуума трудно разделяемых и термически нестойких продуктов и их смесей, например капролактама, продуктов окисления циклододекана и т.п.

Известна роторная массообменная колонна, состоящая из вертикального корпуса„вала с установленными на нем массообменными ступенями в виде удлиненных пластин, закрученных вокруг вала по спирали, и переточных устройств (1$.

К числу недостатков этой колонны относится неполное смачивание жидкостью поверхностей пластин, так как жидкость, текущая под действием центробежных сил от центра к периферии, может частично течь не в виде пленки, а в форме отдельных струй, что снижает эффективность массообмена. Это подтверждается испытания.. и колонны указанного типа диаметром

0,3 м. Г!ри снижении плотности орошения с 90 до 60 л/час, при постоянной подаче пара к.п.д. различных ступеней снижался с 0,8 - 0,5 до 0,4 - 0,2., Образование струй наблюдалось визуально на холодной модели. .Известна также роторная массообменная колонна, состоящая из вертикального корпуса, вала с закрепленными на нем отбортованными цилиндрами и переточных устройств (2), Недостатком ее является неизбежная

t0 задержка части рабочей жидкости на внутренней поверхности цилиндров в связи с выбранным способом перераспределения жидкости и отсутствием ее принудительного замещения новыми порциями жидкости, 15 что приводит к снижению эффективности массообмена и недопустимо при работе с термически нестойкими продуктами, так как время пребывания их в колонне ограничено.

Кроме того, скорость вращения вала рассчитана на удержание необходимого количества рабочей жидкости в центральной части рабочих ступеней, тогда как на периферии она избыточна.

537685

Ue;-. ь изобретения — повышение эффективности массообмена и замедление вращения ,вала - достигается тем, что в предлагаемой массообменной. колонне по периметру цилиндров на границе с отбортовками выполнены ряды переточных отверстий, расположенных;на каждом цилиндре поочередно .сверху или снизу, а в центральной части рабочих ступенй отбортованные цилиндры установлены в виде нескольких ярусов.

На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого аппарата на фиг. 2поперечный разрез.

Внутри вертикального цилиндрического 1á корпуса l размещен ротор, состоящий из вала 2 и рабочих ступеней 3, включающих распределительное устройство 4 и установленные один в другой отбортованные цилиндры 5, имеющие поочередно верхний и нижний ряды прорезей 6. В центре рабочих ступеней размещены двухъярусные отбортованные цилиндры 7. На внутренней поверхности корпуса установлены кольцевые карманы 8, оснащенные переточными,лотками 9, >

Роторная массообменная колонна работает следующим образом.

Жидкость, поступающая из кольцевого кармана 8 по лоткам 9 в верхнее и нижнее кольца распределительного устройства

4, выбрасывается иэ него на внутреннюю поверхность двухъярусного цилиндра 7 и стекает двумя пленочными потоками по ниспадающей спирали. Достигнув прорезей

6, расположенных на границе с нижними отбортовками, жидкость равномерно по окружности сбрасывается на соседний двухъярусный цилиндр, на котором прорези 6 расположены уже у верхних отбортовок.

Затем жидкость под влиянием центробеж40 ных сил, а также удерживаемого влияния нижних отбортовок спиралеобразно поднимается и, достигнув прорезей, сбрасывается на следующий цилиндр, прорези которого разме 45 шены у нижних отбортовок. Таким образом, смочив все двухъярусные цилиндры и оказавшись на диаметре, где скорость уже достаточна для удержания суммарного потока, жидкость сбрасывается на одноярусный цилиндр 5 и одним пленочным потоком вышеуказанным образом проходит все (цилиндры, «брасывается B кольцевой 5A} ман 8 и по лоткам 9 поступает в новый цикл. Газ (пар), проходя по сечению колонны, вступает в массообменный контакт в перекрестном направлении с жидкостью на рабочих ступенях 3.

Преимуществом предлагаемого роторного массообменного аппарата является кратковременное пребывание жидкости на рабочих ступенях. При этом гарантируется смачивание всей внутренней поверхности цилиндра, так ка: жидкость может попасть

q одного цилиндра на другой только пройдя всю его высоту по винтовой линии сверху вниз или снизу вверх.

Разделив жидкость на неск ольк о плен очных потоков, можно замедлить вращение вала, так как при сохранеййи необходимого для массообмена общего количества жидкости, подаваемого на ступени в центральной части аппарата, где скорости минимальны, на каждом ярусе нужно удержать от провала лишь часть жидкости. Поверхность массообмена при этом практически не изменяется.

Формула изобретения

1, Роторная массообменная колонна, состоящая из вертикального корпуса, вала с закрепленными на нем отбортованными цилиндрами, образующими рабочие ступени, и переточных устройств, о т л и ч а юш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности массообмена, по периметру цилиндров на границе с отбортовками выполнены ряды переточных отверстий, расположенных на каждом цилиндре поочередно сверху или снизу.

2„. Колонна по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем„что, с целью замедления вращения вала, в центральной части рабочих ступеней отбортованные цилиндры установлены в виде нескольких ярусов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР ¹ 203621 кл. В

1 9 3/30.

2. Авт. св. СССР ¹ 137108, кл. В

01 У 1/00.

Составитель А. Сондор екред .М. Ликович корректор Н. Золотовская

Редактор Л. Лепилина

Филиал 1 Hll "2 4» с(. н1 "е 1 . 5 ж ородз ул. ill!9E ктиаяо 4

Закаэ 5594/2 Тираж 850 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобре гений и открытий

1 13035, Москва, Ж-Э5, Рауи1скан наб., д. 4/5