Газожидкостная контактная колонна

 

„„Б0„„2 881

Ф союа советских со листичесяих

РЕСПУБЛИН з(51) В 01 D 3/32 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСМОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (О

ГОсудАРстВенный номитет сссР по делам изоБ етений и отнРытий (21) 2704752/23-26 (22) 29.12.78 (46) 07.10.83. Бюл. К 3, (72) A.Â. Шафрановский и В.M. Олевский (53) 66.015.23 ° 05(088.8) (54)(57) 1. ГАЗО-ЖИДКОСТНАЯ КОНТАКТНАЯ КОЛОННА, включающая вертикальный корпус, расположенные внутри него лотки в виде нисходящих спиралей, собранных в пакеты, направляющие перегородки, установленные горизонтально в вертикальных каналах внутри и снаружи нисходящих спиралей, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения перемеыивания спирали выполнены из отдельных коаксиально установленных элементов.

729881

2.Колонна по п.1, от ли ч а ющ а я с я тем, что соседние элементы имеют противоположное направление навивки.

3. Колонна по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждый пакет снаЬжен переточными устройствами, выполненными в виде перекрещивающихся желобов, верхние концы которых расположены под элементами пакета, а нижние концы над элементами нижележащего пакета.

Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процес- . сов. Особенно предпочтительная область применения изобретения — это ректификация под вакуумом веществ, чувствительных q .íoâü øåíным температурам.

Известна газо-жидкостная контакт.ная колонна, содержащая вертикальный корпус, орошаемые пластины, располо- 10 женные в корпусе одна над другой с зазорами. Каждая орошаемая пластина выполнена горизонтальной и снабжена большим числом сливных патруЬков.

Недостатком указанной колонны является горизонтальное расположение орошаемых пластин, что при малых плотностях орошения или при некотором даже незначительном отклонении аппарата от вертикального Положения 20 приводит к нарушению целостности пленки жидкости и неполному смачиванию орошаемых пластин.

Этот недостаток устранен в àïïàратах, в которых орошаемые пластины выполнены в виде лотков, расположенных по спирали °

Известна газо-жидкостная контактная колонна, содержащая вертикальный корпус расположенные внутри него лотки в виде нисходящих спиралей, собранных в пакеты, направляющие перегородкй, установленные горизонтально с некоторым шагом в вертикальных каналах, внутри и снаружи нисходящих спи- З5 ралей.

Газовый поток проходит из вертикальных каналов, расположенных внутри спиралей, в вертикальные каналы, ц0 расположенные между спиралями и стенкой корпуса (или в обратном направлении) через зазоры между лотками по .траектории, перпендикулярной этим лоткам. 45

Недостатком известной колонны является отсутствие дополнительного перемешивания газового потока в зазорах пакета лотков, а также неравномерное распределение газового потока по зазорам одного и того же пакета, что не позволяет получить более высокую эффективность массообмена.

Целью изобретения является повышение эффективности массообмена за счет улучшения перемешивания. Сущность изобретения заключается в том, что спирали выполнены из отдельных коакси-* ально установленных элементов. Соседние элементы имеют противоположное направление навивки, каждый паке; снабжен переточными устройствами, выполненными в виде перекрещивающихся желобов, верхние концы которых расположены под элементами пакета, а нижние концы над элементами нижележащего пакета.

Такое исполнение .колонны приводит к тому, что вместо одного широкого лотка в пакете расположено несколько узких лотков, имеющих ту же суммарную ширину. В свободных промежутках между соседними нисходящими спиралями отдельного пакета газовый поток перемешивается, gq результирующему эффекту это рав осильно тому, что массообмен на длинном орошаемом участке заменяется массообменом на коротких орошаемых участках той же суммарной длины. Как известно, на коротких участках массообмен протекает интенсивнее, чем на длинных участках, Кроме того, свободные промежутки между соседними нисходящими спиралями пакета способствуют выравниванию давления в различных точках поперечного сечения газового потока, движущегося горизонтально от стенок корпуса внутрь пакета (или наоборот).

729881

Редактор П. Горькова Техред Л.Пилипенко Корректор А. Повх

Заказ 7993/1

Тира>х 688 Подписное

ВНИИИ11 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ИИИ нИатент", г. Ух<город, ул. Проектная, 4

Это улучшает распределение газового потока по зазорам пакета.

В итоге эффективность массообмена в колонне возрастает.

Кроме того, нисходящие спирали разного диаметра ориентированы таким образом, что соседние спирали имеют противоположные направления навивки.

Это еще больше повышает равномерность распределения газового потока <0 в зазорах пакета и способствует повышению эффективности массообмена.

Расположение переточных устройств позволяет дополнительно повысить К(1Д пакетов лотков за счет увеличения 15 движущей силы процесса массоперадачи между газом и жидкостью.

На чертеже изображен продольный разрез газо-жидкостной к .нтактной колонны. 20

Колонна имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 с ни>хним патрубком

2 для ввода газа, верхним патрубком 3 для вывода газа, верхним распределительным патрубком 4 для ввода жидкос- 25 ти и нижним патрубком 5 для вывода жидкости.

Внутри корпуса 1 по высоте колонны установлено три пакета 6 лотков 7, между которыми в корпусе 1 предусмотрены направляющие перегородки 8, 9, 10, перегораживающие центральный 11 и периферийный 12 каналы. Ках<дый пакет 6 лотков 7 содерх<ит несколько элементов 13, 14, 15 разного диаметра.

При этом соседние спирали пакета 6 имеют противоположные направления навивки(ни>хний пакет 6 снабжен частичным вырывом, таким образом видно, что, например, элементы 14 и 15 имеют противоположные направления навивки).

Это должно повышать равномерность распределения газового потока в пакетах 6. В данном случае элементы

13-15 являются одноэаходными, хотя не исключено применение s подобных 45 аппаратах многоэаходных спиралей.

Между различными пакетами 6 предусмотрены переточные устройства, выполненные в виде ><елобов 16 и 17.

При этом желоб 16 обеспечивает улавливание ><идкости, стекающей с наружного элемента 13 спирали вышележащего пакета 6 и подачу >хидкости на внутренний элемент 15 нижележащего пакета 6. Аналогично >хелоб 17 обеспечивает переток жидкости с элемента 15 на нижележащий элемент 13. Между элементами 14 соседних пакетов 6 отсутствуют специальные перетоки, так что жидкость просто перетекает с одного элемента 1 > на другой.

В самой ни>хней направляющей перегородке 8 имеются отверстия 18 для стока ><идкости с нижних концов элементов 13, 14, 15 в нижнюю часть колонны, Колонна работает следующим образом. Через патрубок 4 исходная жидкость распределяется равными потоками по элементами 13-15 самого верхнего пакета 6. С нижнего конца элемента

13 этого пакета 6 жидкость по желоby 16 стекает на внутрений элемент 15 нижеле>хащего пакета 6. С нижнего конца элемента 15 верхнего пакета 6 жидкость по х<елобу 17 попадает на наружный элемент 13 нижележащего пакета 6. С промежуточного элемента 14 спирали жидкость напрямую попадает на аналогичный элемент 14 нижележащего пакета 6. Газовый поток пересекает пакеты 6, контактируя с пленкой жидкости (сплошные стрелки), В данной колонне эффективность массообмена значительно повышается.

В известной колонне, например, при ректификации можно на 1 м высоты насадки получить 5 теоретических тарелок. В предлагаемой колонне при тех же размерах на 1 м высоты можно получить 7-8 теоретических. тарелок, т.е. на 40-60/ больше.