Роторная колонна

 

)p т» ганг wts, n Г эная

;,,f,рц Tв я а||(F. м

ОПИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Соватскки

Социалистическим

Республик

713002 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22, 11. 73 (21) 1 9 71 1 76/23-26 (5! )М. Кл. с присоединением заявки .%

В 01D 3/30

Веудеретееиимй комитет

СССР (23) Приоритет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.81 Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.81 (53) УДК 66.048 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Шафраногский. В. М. Олевский, У3. А. Басков и В. К. Чубуков (71) Заявитель (g4) РОТО РНАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к устройствам для осуществления контакта между газом и жидкостью и может быть использо.вано для проведения массообмена между газом и пленкой жидкос и, в частности при вакуумной ректифика|ции.

Известна роторная колонна, содержащая вертикальный корпус, расположенный по оси корпуса вал,закрепленные на валу контактные ступени и устройства для подачи жидкости на ступени. Кон1о тактные ступени выполнены .в видо отбортованных кон дентрических обечаек, расположенных соосно валу и снабженных отверстиями для перетока жидкости (1).

Однако для этой колонны характерны слишком большой периметр орошения контактной ступени (равный периметру обечайки) и неравнодоступность различных участков контактной ступени для орошаютей жидкости. При вакуумной ректификаиии, когда количество орошающей жидкости сравнительно невелико, рабочая поверхность контактной ступени оро шается не полностью и КПД ступени ðå ко снижается.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является роторная колонна, содержащая вертикальный корпус, расположенный по оси корпуса вал, закрепленные на валу контактные „ступени, выполненные в виде расходящейся от вала спирали с зазорами между витками, и уст ройствами для подачи жидкости на кон- 1 тактные ступени с2 |.

Недостатком этой колонны является ограниченная эффективность массообмена иэ-за отсутствия дополнительной турбулизации в газовой фазе на входе в зазоры между витками спирали и наличие брызгоуноса при больших скоростях газа вследствие того, что расстояние между верхними торпами спирали меньше вели« чины зазора между соседними витками спирали. При этом газовый поток на выходе из зазора имеет несколько большую скорость, чем в самом зазоре, где осуществляется контакт между газом и пленкой жидкости.

11елью изобретения является интенсификация массообмена и уменьшение брызгоуноса жидкости.

Указанная цель достигается тем, что в роторной колонне, содержащей вертикальный корпус, распопоженный по оси корпуса вал, закрепленные на валу контакт ные ступени, выполненные в виде расходящейся от вала спирали с зазорами между витками и устройства для подачи жидкости на контактные ступени торпы .спиралей смещены и их кромки отогнуты навстречу друг к другу. Кроме того, каждая контактная ступень снабжена закрепленной на валу распределительной втулкой, а устройство для подачи жидкости выполнено в виде наклонного рециркуляционного трубопровода, соедтщя|ощего соседние конч"акт

\ ные ступени.

При таком исполнении колонны ширина зазора между соседними витка и спирали значительно превышает расстояние между нижними торцами спирали, а последнее расстояние значительно меньше расстояния между верхними торцами спирали. Благодаря этому газовый поток входит в зазор в виде тонкой скоростной струн, что приводит к дополнитапьной турбулизации газового потока и, как следствие, к интенсификации массообмена между газом и пленкой жидкости. На выходе газового потока из зазора скорость газа снижается благодаря тому, что расстояние между верхними торцами спирали значительно превышает расстояниемежнижними торцами спиралие

В итоге брыэгоунос в копонне уменьшается, поскольку центробежные силы тем эффективнее осаждают из пара случайно захваченные капли жидкости, чем ниже линейная скорость пара на выходе из зазора.

На чертеже изображена предпагаемая роторная колонна, продольный разрез.

Колоннаг включает вертикалысый ципин дрический корпус 1, снабженный кольцевыми карманами 2, разделенными двумя внутренними поперечными перегородками 3 на два отсека, имеющих по одному отверстию 4 для стока жидкости, Под отверстиями 4 кольцевых карманов

2 расположены наклонный передивной поток 5 и наклонный рециркуляционный трубопровод 6 для подвода жидкости от периберии к центру колонны. На вану 7 устансвлены контактные ступени, включающие одно или многозаходные спирали 8 с отбортованными одна навстречу другой боковыми кромками и центральные распределительные втулки 9. Втулки 9 связаны радиальными ребрами 10 со спиралями 8, а ребра 11 - с посадочными втулками 12. Внутренняя полость распределительной втулки 9 перекрыта поперечной перегородкой 13, не касающейся

10 ее стенок.

Особенностью предлагаемой колонны явл.яется то, что торцы 14 и 15 спиралей 8 смещены по отношению друг к другу . При этом контактная ступень име

15 "=T форму чаши H каждый последующий виток спирапи 8 расположен выше пр дыдущаго. Расстояние между верхними торцами 14 спирали 8 значительно больше расстояния между нижними торцами

20 15, а последнее расстояние меньше ширины зазора 16 между соседними витками спирали 8. Благодаря этому создаются условия для дополнительной турбупицации газового потока на входе в зазор 16 что должно привести к интенсификации массообмена. В то же время уменьшение скорости газовой фазы на выходе из зазора 16 должно благоприяч

CTBOBBTb ССажДЕНИЮ Иэ НЕЕ ЗахВвч нн ык брызг жидкости.

Нижний конец наклонного рециркуця-. ° ционного трубопровода 6 заведен во внутреннюю полость распределительнсй втупки 9, что должно обеспечить рециркуляиию жидкости на контактной ступени.

При вращении спиралей 8 вместе с ва7 жидкость под действием центробежных сил течет вдоль спиралей 8 в направлении от оси к периферии колонны.

С периферийного конца спиралей 8 жидкость сбрасывается на стенки корпуса 1 и собирается затем в кармане 2. Из карма на 2 жидкость через переливкой лоток

5 стекает на нижележащую контактную ступень, а через наклонный рециркуляционный трубопровод 6 возвращается на исходную ступень.

Газ движется в колонне снизу вверх, проходит через зазоры 16 между витками спиралей 8, контактируя с пленкой жидкости.

Благодари смещению торцов спиралей

55 по отношению друг к другу и их распо-. ложению в виде чаши повышается КПД контактной ступени и уменьшается брызгоунос.

71 3002 1 6 Ю 14

Составитель A. Тарасов

Редакто М. Кузнецова Те ед С. Мигунова Ко екто М. Ш о,„и

Подписное

Заказ 45 15/1 7 Тираж 706

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, ?K-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формул а изобретения

1. Роторны колонна, содержащая вертикальный корпус, расположенный по оси корпуса вал, закрепленные на валу контактные ступени, наполненные в виде расходящейся от вала спирали с зазорам Р между витками и устройства для подачи жидкости на контактные ступени, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с пелью интенс фикапии массообмена и уменьшения брызгоуноса жидкости,, торны спиралей смещены, . и их кромки отогнуты навстречу друг к другу.

2. Колонна . по и. 1, о тли ч ею m а я с я тем, что каждая контактная ступень снабжена закрепленной на валу распределительной втулкой, а устройство для подачи жидкости выполнено в виде наклонного репиркуляпионного трубопровода, соединяющего соседние контактныв ст пени.

Источники информ ащщ

10 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 537685, кл. В 01D 3/30, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 203621, кл. В 01D 3/30, 1967.