Массообменный аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

971386

:ф (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 080180 (21) 2866135/23-26

fgqj+ g 3

В 01 0 3/26 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 66.048. .375 (088.8) Опубликовано 07.118 2, Бюллетень ¹ 4 1

Дата опубликования описания 0711.82 (72) Авторы изобретения

B ..М. Лукьяненко, А.В. Никишкин, И. A. Ник

О.С.Чехов и A.Á.Tþòþííèêîâ (71) Заявитель (5и) МАССООБМЕННЫИ АПНАРАТ

Изобретение относится к химическому машиностроению, а болЕе конкрет-. но — к устройству контактных тарелок колонных аппаратов, предназначенных для проведения массообменных процессов: ректификации, абсорбции и десорбции в химической нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен массообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены тарелки, содержащие горизонтальное основание с отверстиями и колпачками над ними, при этом стенка колпачка со стороны входа жидкости приподнята над основанием и образует с ним цель для входа жидкости в колпачок, а стенка со стороны выхода жидкости опирается на основание и имеет отверстия для газожидкостного потока, приемный и сливной карманы (1).

Недостатки аппарата:

1) Различие в нагрузке по жидкоСти на единицу длины сопловых отверс.тий между крайними и средними кон тактными элементами составляет в среднем 30%.

2) Узкий диапазон устойчивой работы (при уменьшении отношения пар/жидкость возможен провал жидкос ти)

3) Мелкие капли туман/ уносят5 ся паром.

4) Трудность обеспечения уплотнения между плоскопараллельными пластинами и цилиндрической стенкой аппарата.

Цель изобретения — интенсификаций процесса массообмена путем ликвидации продольного перемешивания жидкости, уменьшения уноса брызг и образования прямотока.

Указанная цель достигается тем, что в массообменном аппарате, включающем корпус, по высоте которого установлены тарелки, содержащие горизонтальное основаниЕ с отверстиями и колпачками над ними, причем стенка колпачка со стороны входа жидкос1ти приподнята над основанием и образует с ним щель для входа жидкости в колпачок, а стенка со стороны выхода жидкости опирается на основание и имеет отверстие для газожидкостно го потока, приемный и сливной карман. ны, согласно иэобретейию, каждая тарелка снабжена перегородками разной высоты, установленными между стенками аппарата и торцовыми стенка.

971386 ми колпачков в шахматном порядке, при этом перегородки меньшей высоты установлены по направлению движения жидкостного потока от приемного кармана к сливному.

Целесообразно перегородки устанав- 5 ,ливать: между торцовыми стенками колпачков, колпачок выполнять с просечными элементами, направленными к основанию,и .Устанавливать над рядом отверстий. l0

Применение колпачков такой конструкции в сочетании с перегородками дает возможность разделить тарелку на секции, что исключает смешивание проконтактировавшей жидкости с жидкостью, еще не вступавшей в контакт.

То обстоятельство, что парожидкостной поток благодаря специальным отверстиям в задней стенке выходит из колпачка вниз почти перпендикулярно к основанию тарелки, позволяет использовать для отделения капель жидкости от пара наряду с силами тяжести инерционные силы, чем обеспечивается хорошая сепарация пара, уменьшается унос брызг, кроме того, отверстия в задней стенке создают дополнительную зону контакта.

Все это увеличивает эффективность массообмена, повышает четкость разделения компонентов. В колпачке и на выходе из него жидкость и пар движутся в одном направлении, получающийся прямоток повышает производительность контактного устройства.

На фиг. 1 изображена контактная 35 массообменная тарелка в разрезе,на; фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1 — размещение перегородок между стенками аппарата и торцовыми стенками колпачков, на фиг. 3 — разрез А-A на 40 фиг. 1 — размещение перегородок между торцовыми стенками колпачков, на фиг. 4 колпачок в вертпкальном сечении, на фиг. 5 — узел на фиг;4вариант отверстия в основании тарел- 45 ки. По высоте корпуса 1 установлены тарелки, содержащие плоское горизонтальное основание 2 с отверстиями 3, которые могут быть выполнены с отбортовкой (фиг. 5) или без нее (фиг.4) на которыми установлены колпачки 4 (фиг. 4), состоящие из стенок с крышкой нижний конец переднеи стенкИ 5 co ñòoðoíû входа жидкости на тарелку приподнят над основанием тарелки и образует щель 6 для входа

55 ф дкости в колпачок. Нижний конец зацней стенки 7 (со стороны выхода жидкости с тарелки) опирается íà основание тарелки, а верхияя часть стенки отверстия 8, которые направ- 60 ляют выходящую из колпачка парожидкостную смесь к основанию тарелки.

Две боковые стенки 9, опирающиеся на основание тарелки, соединяют переднюю и заднюю стенки колпачка. Меж- 55 ду боковыми стенками колпачков и стенками корпуса колонного аппарата ус— тановлены на основание тарелки в шахматном порядке перегородки 10 и 11 (фиг., 2, 3), высота которых определяется в зависимости от загрузки по жидкости. Установка перегородок между боковыми стенками колпачков предпочтительна для тарелок большс

ro диаметра. Максимальная высота перегородок определяется высотой колпачка, а минимальная — расстоянием от осйования тарелки 2 до отверстий 8.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Жидкость из приемного кармана тарелки попадает на основание 2 тарелки и через щель 6 входит в колпачок. Пар (газ), проходя через отверстия 3 в основании тарелки, захватывает жидкость и распыляет ее. Тонкое распыление жидкости обеспечивает эффективный массообмен между паром и жидкос-. тью. Образовавшаяся парожидкостная смесь движется по каналу, образованному стенками 5, 7, 9 колпачка. В верхней части колпачка парожидкостной поток меняет направление и выходит через отверстия 8 в задней стенке кол. пачка. Вышедший из колпачка парожидкостной поток делится на две фазы: капли жидкости продолжают движение к основанию тарелки и собираются на нем, а пар, освобожденный от капель жидкости, поднимается на вышерасположенное контактное устройство. Жидкость, пройдя аналогичным образом все колпачки, сливается в приемный карман нижерасположенного контактного устройства.

При номинальных нагрузках вся жидкость проходит через колпачки.

При увеличении соотношения жидкость| пар жидкость перераспределяется через перегородки 10, тогда как высокие перегородки 11 препятствуют переходу жидкости. (Движение жидкос-. ти для этого случая показано на фиг. 2, 3 штриховыми стрелками), Перегородки могут быть установлены и между боковыми стенками колпачков (фиг. 3), а отверстия в основании тарелки изготовлены с отбортовкой (Фиг. 5) .

Благодаря отсутсвию продольного перемешивания жидкости, хорошей сепарации пара и организации прямотока эффективность аппарата повышается примерно в 1,5 раза по сравнению с прототипом. Применение колпачков такой конструкции в сочетании с перегородками дает возможность разделить тарелку на секции, что исключает смешивание проконтактировавшей жидкости с жидкостью, еще не вступившей в контакт. То обстоятельство, что парожидкостной поток благодаря специальным отверстиям в задней

971386

Формула изобретения стенке выходит иэ колпачка вниз почти перпендикулярно к основанию тарелки, позволяет использовать для отделения капель жидкости от пара наряду с силами тяжести также инерционные силы, чем обеспечивается хоро- з шая сепарация и уменьшается унос брызг.

Кроме того, колпачки и перегородки повышают жесткость основания тарелки, что дает воэможность применить 10 облегченную опорную конструкцию тарелки.

1. Массообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены тарелки, содержащие горизонтальное основание с отверстиями и колпачками над ними, при этом стенка колпачка со стороны входа жидкости приподнята над основанием и образует с ним щель для входа жид-: кости в колпачок, а стенка со сторо-. ны выхода жидкости опирается на основание и имеет отверстие для газожидкостного потока, приемный и слив— ной карманы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет ликвидации продольного перемешивания жидкости, уменьшения уноса брызг и образования прямотока, каждая тарелка снабжена перегородками разной высоты, установленными между стенками аппарата и торцовыми стенками колпачков в шахматном порядке, при этом перегородки меньшей высоты установлены по направлению движения жидкост ного потока от приемного кармана к сливному.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, перегородки установлены между торцовыми стенками колпачков °

3. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что колпачок выполнен с просечными элементами, направленными к основанию.

4. Аппарат по пп. 1 и 3, о т л ич а ю шийся тем, что колпачок установлен над рядом отверстий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 161688, кл. В 01 0 3/26, 1962. !

971386

Составитель Г-.Урусова

Техред М.Тепер КоРРектоР И.Ватрушкина

Редактор Б.федотов филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 87 86/14 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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