Массообменная колонна вихревого типа

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕМ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 56Î624

{6!) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 09.03.76(21) 2330423/26 (51) Я. Кл. с присоединением заявки №

В 01З 3/30 (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.77 Бюллетень ¹ "=1 (53) УДК 66.015.23. (45) Дата опубликования опысання14.07,77 1

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Е, М. Володько и Г. И. Березин

Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол (71) Заявитель (54) МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА ВИХРЕВОГО ТИПА

Изобретение относится к массообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности для проведения массообменных процессов с боль- 5 шими удельными потоками по газу (6 м/сек) при относительно высоких нагрузках по жидЭ 2 кости (15 м /м час), в особенности для очистки газовых выбросов промышленных производств от различных загрязнений, в 10 частности для очистки воздуха от паров кап ролактама.

Известна массообменная колонна, включак шай корпус с размещенными по высоте контактными устройствами и сепарационными 15 камерами. В этой колонне сепарационная камера образована стенкой корпуса и установленным концентрично корпусу перфорированным цилиндром меньшего диаметра. Вихревой спирально-винтовой поток после контакт-20 ных устройств отбрасывается на стенку IIepфорированного цилиндра, при этом жидкость сепарируется и проникает через отверстия в сепарационную камеру, откуда струйками стекает на последующее контактное устр зй- 25 ство. Эта камера малопроизводительная, так как не обеспечивает в достаточной степени отделения жидкости при повышенных скоростях газожидкостного потока (более

3 3 5 м/ceK). Объясняется это тем, что жидкость, отсепарированная на стенки цилиндра, перетекает через отверстия в сепарационную камеру и стекает сплошной пленкой по поверхности цилиндра, перекрывая отверстия и увеличивая reM самым их гидравлическое сопротивление. Это препят ствует перетеканию вновь отсепарированной жидкости в сепарационную камеру и способствует ее накапливанию на стенке цилиндра в виде кольцеобразноциркулирующей пленки, что приводит при определенной толщине ее к срыву жидкости и брызгоуносу.

Известна массообменная колонна вихрев<>го типа, включающая корпус с размещенными

iIo высоте контактными устройствами и сепарационными камерами, образованными внутренней стенкой корпуса и рядом вертикально установлеиных пластин. Пластииы прямоугольной формы расположены по касатьльной к газожидкостному потоку. Газожид560624 костный поток легко попадает в сепарацион-ные камеры, мгновенно тормозится в них, при этом жидкость сепарируется и стекает вниз, Однако производительность колонны, снабженной сепарационными камерами, -низкая, так как при скорости потока в полном сечении колонны 3,5-4 м/сек в сепарацион. ных камерах образуются местные вихри, вызывающие вторичный брыэгоунос жидкости.

Кроме того, сепарационные камеры эанимают1О значительную площадь сечения колонны и повышают местную скорость потока, что так же приводит к увеличению брызгоуноса, а сами пластины являются дополнительным „ гидравлическим сопротивлением, что требует ц повышенных энергозатрат.

Цель изобретения — повышение производи. тельности массообменной колонны по газу, и жидкости за счет интенсификации сепараций и снижения брызгоуноса, Это достигается 20 тем, что в предлагаемой масообменной колонне пластины выполнены с 8 — образно изогнутым профилем, частично перекрывают друг друга и расположены друг от друга сзазором, образуя шелевой канал, сообшаю- 25 ший внутреннюю полость камеры с полостью колонны, На фиг. 1 показана массообменная колонна вихревого типа, продольный разрез; на

Фиг. 2 — разрез А-А фиг. 1, .3О

М ассообменная колонна включает цилиндриэский корпус 1 с размещенными по высоте контактными устройствами 2 и сепарационными камерами 3. Устройство 2 состоит из перегородки 4 с отверстием 5 в центре и завихрителей 6, представляющих собой плас тины 7, изогнутые по спирали Архимеда и вертикально установленные на перегородке

На кромке каждой пластины 7, обращен 10 ной к центру, расположены камеры 8 чечевицеобразной формы с шелевыми отверстия ми 9 на внешней стороне. Камеры 8 соеди .нены с коллектором 10 трубками 11, который, в свою очередь сообщен посредством переливных патрубков 12 с предыдущей перегородкой 4.

Сепарационные камеры 3 образованы корпусом 1 и рядом вертикально установлен« ных пластин 13, Пластины 13 имеют Яобразно изогнутый профиль и установлены так, что частично перекрывают друг друга и отстоят .друг от друга с зазором, образуя щелевой канал 14, сообщающий вну реннюю полость камеры 3 с полостью колон. ны.

Массообменнаяколонна работает следу щим образом.

Воздух, например, с парами капролактама подается снизу вверх, проходит через

4 центральное отверстие 5 перегородки 4 и направляется в каналы завихрителей 6 контактного устройства 2 с большой скорос» тью. Вследствие этого происходит инжектирование жидкости--из щелей камеры 8. Жидкость в камеру 8 поступает с вышележащей эепарационной камеры через переливные патрубки 12, коллектор 10 и трубки 11.

При взаимодействии газа с жидкостью образуется спирально-винтовой газожидкостный поток, который, подвергаясь многс кратным ударом о пластины 7, обновляет поверхность контакта и продвигается к пери ферии контактного устройства. йалее спирально-винтовое движение потока происходит- в .пространстве между зрвищитеЛями 6 и камерами 3, где скорость потока уменьшается из-за увеличения проходного сечения, Благодаря этому капли укрупняются и интенсивно перемещаются в поле центробежных сил к периферии потока с последующей сепарацией в виде пленки жидкости на поверхно сти пластин 13; по которым пленка переме. шается в направлении движения потока до встречи с шелевым каналом.

Попадая в шелевые каналы, жидкость и увлекаемый с и по газовый поток проходит и-камеры З, где теряет скорость. При этом жидкость стекает по стенкам камер вниз на перегородку 4, а затем по переливным патрубкам 12 в коллектор 10, а гаэ поднимается вверх, на следующее контактное устройство. «,Б "- образно изогнутый профиль пластин 13 и их установка таким образом, что они перекрывают друг друга и отстоят друг от друга с зазором, позволяет получить профилированный щелевой канал, имеющий минимальное гидравлическое сопротивление, который обеспечивает плавный, беэ завихрений вход жидкости в сепарационную камеру 3, а значительный объем сепа» рационной камеры в сравнении с величиной проходного сечения шелевого канала вызывает эффект дросселирования потока газа, попадающего в сепарационную камеру. В результате поток теряет скорость и не способен вызвать вторичный унос жидкости, Благодаря предложенной конструкции се парационных камер, способствующих быстрому отделению и отводу жидкости беэ брыз. гоуноса, увеличиваются удельные нагрузки по жидкости и газу, и повышается скорость газожидкостного потока до — 6,0 м/сек при сохранении высокой эффективности ма сообмена. Это повышает производительност массообменной колонны. Кроме того, небольшое гидравлическое сопротив;ение сепарационных камер снижает энергозатраты.

560624

77

Ю иг. 1

А-А .!НИИП11 Заказ 1358/123 Тираж 947 Полписно

Филиал (1ПГ1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Массообменная колонна вихревого типа, включающая корпус с размещенными по высоте контактными устройствами и сепарационными камерами, образованными стенкой корпуса и рядом вертикально установленных

1 пластин,отличаюшаяся тем,что, с целью увеличения производительности колонны, пластины выполнены с S - образно изогнутым профилем с частичным перекры тием эдна другэй и распэлэжены друг эт друга с зазором1образуя шелевой канал, сообщающий внутреннюю полость камеры с полостью колонны,