CS200314B1 - Device for contact of fluids or gases for the transmission of the substance by high speeds of the vapours or gases - Google Patents

Description

(54) Naízení pro styk kapalin a par nebo plynů k převodu hmoty při vysokých rychlostech par nebo plynů

Vynález se týká zařízení pro styk kapalin a par nebo plynů k převodu hmoby v pochodech spojenýoh s převodem hmooy, jako při d^c^l^l^^laci, rektifikaci, absorpci a desorpci, ' přičemž k převodu hmoty dochází při velikých rychlostech.

Dosud známé patrové· kolony pracují výhodně tak, že se na patrech uvádějí kapplina a pára do vzájemného styku. U tohoto pochodu nelze v důsledku způsobu provedení běžných pater, uspořádaných vodorovně nad sebou v celém průřezu kolony, realizovat souproud kapaliny a páry nebo plynu při velkých rychlostech. Nutná podmínka, že pára při proudění vzhůru z jednoho patra k druhému smí unášet a strhávat co nejméně_kapaliny, připouští bez zhoršení výměny hmoty a tepla pouze mírné ryclhooti.

V patentu NSR č. 2 220 868 se popisuje, jak lze přídavném vestavěni složek z drátěné pleteniny mezi dvěma patry zvýšit rychlost páry oproti dosud známým aloovým a klobouČkovým patrům o 70 %·

Tyto přídavné složky z drátěné pleteniny se jednoduchý^ způsobem koiumbanu! s patry, , zavěšuuí se tedy na zkřížené tyče upevněné v koloně tak, že jsou drátěné pleteniny v jednotlivých bodech nebo přímkách dole prověšeny. S principiální konstrukcí uvedených komminovaných vestaveb se dosahuje zvýšeného dělicího účinku, protože se značně omezuje únos proudu kapaliny z jednoho patra k nejbliŽFÍmu výše leží^cmu patru.

200 314

200 314

Rozhodným nedostatkem však je, že kapalina vyloučená ve složkách z drátěné pleteniiy odkapává oproti stoupející ' páře. Tímto řešením tedy nelze realizovat uspořádané proudění páry a kapaliny v určité otolaiat;! bez rušivých jevů, například bez nepříznivého . odk^j^i^'viá^:í kondenzovaných par. í toho vyplývvaí omezení dělicího výkonu, jakož i omeeení rycldooti péry.

Dále jsou známé různé principy řešení pro vedení kapaliny a páry v souproudu při vysoké rydh.osti páry, přičemž směs páry a kapaliny se vede do . trubkových stykových zařízení, naclhzejících se ne patru. Stykové zařízení mcj uvnitř pevná lopatková kola, jako odkláněcí orgány, jež za provozu vyvvoávvaí odstředivý účinek. Při společném průtoku kapaliny a páry ve stykovém zařízení se obě složky vhodně dělí s využitím odstředivé síly. Jako' příklad uvedených zařízení lze uvést pat.apis USA č. 2 808 697 aholandské pat. spisy 6 407 227 a 6 502 450.

žařízení se však nemohla pro ekonomické využití v průmralu prosadit pro příliš velkou technickou náročnost těchto'pochodů odlučování*

Umenenou plochou usměrnovaaích křídlových kol doclhií&:£ kromě toho k ' rychlejštau ustavení rovnováhy mezi párou a kapalinou, takže není možná intenzivnější výměna, ' což se opět odráží nepříznivě na převod hmoty.

Účelem vynálezu je vytvořit stykové zařízení, jímž se velkými rychlostmi' páry oproti dosud známým stykovým zařízením zvýší podstatně prosazení při dobrém převodu ' bmc^lty mezi kapalnou a parní fází a zamezením prudkých změn směru páry se udrží tlakové ztráty na co možná nízké úrovni. '

Úkolem vynálezu je dispergování kapaliny a ' páry' při velkých rychlostech páry' pomocí vhodného zařízení tak, aby se kapalina a pára pohybovaly nejdříve v souproudu vzhůru, pak se vhodnými prostředky tyto složky ' rozéěělly a kapalina aby bez opětného styku's fázemi stoupajícími vzhůru stékala zpět, ' zatfrico by pára bez podstatného odklánění odcJtaáizala vzhůru.

Podstata zařízení pro styk kapalin a a®^r nebo plynů k převodu hmoty při vysokých rychlostech par nebo plynů, ve kterém jsou umístěny horizontálně nad sebeu dispergační členy, rozp^o^^ící se po celém průřezu zařízení' a vždy mezi dvěma uvedenými dispergačními členy jsou odlučovače kapaliny, seetávaaící ze složek drátěné pleteniny, upevněné zespodu v jednotlivých bodech nebo přímkách podle vynálezu, spočívá v tom, že složky drátěné pleteniny, rozppoosíreaící se po celém prů?ezu zařízení, jeou opatřeny souběžnými přepadovými šachtami, uspořádanými kolmo k průřezu zařízení, které jsou vodivě pro kapalinu spojeny se spodními hranami složek drátěné pleteniny, pronikaaí vždy dispergačním Členem ležícím pod nimi a složkami drátěné pleteniny ležícími pod uvedeným dispergačním členem, v jejich horních hranách a ústí na následujícím dispergačním členu v kapalinovém uzávěru. Složky drátěné pleteniny, jejichž drátěné vrstvy maaí uprostřed rozteč 1 až 3 mm, jsou vysoké 10 až 150 mm, výhodně 30 až 80 mm, a m^í úhel sklonu alfa k vodorovné rovině 30 až 75°· Dispergační členy zařízení maaí volný průřez v rozmezí 15 aŽ 50 %. Přepadové šachty mohou být popřípadě spojeny s kruhovými segmenty, upevněnými ke stěně kolony.

200 314

Otvory dispergačních členů mohou mít vždy podle účeli použití různý geometrický tvar a prostorové uspořádání, přičemž vlastní otvory mohou být zakryty pevnými nebo pohyblivými prvky.

Výhodou specifického uspořádání dispergačních členů složek drátěné pleteniny a přepadových šachet je to, že se umožňuje realisovat v této oblasti převod hmoty mezi kapalnou a parní fází při velkých rychlostech páry v souproudu. ^apalina se v příslušném pochodu odloučí účinkem dopadu na složky drátěné pleteniny, vede se zpět přepadovými Šachtami a specifccým uspořádáním složek drátěné pleteniny a přepadových šachet se neuvádí do opětného styku prouděním mezi složkou drátěné pleteniny a dispergačním zařízením.

Parní fáze tak proudí bez odklánění k dalšímu dispergačnímu členu a po průchodu systémem se odvádí hlavou kolony.

Zařízení podle vynálezu Je blíže vysvětleno na přiložených obrázcích, kde představuje obr. 1 podélný řez zařízením se čtyřmi dispergačními členy;

obr. 2 polhled shora podle obr. 1, řez A-A, Jakož i B-B bez znázornění spojení přepadových Šachet;

obr. 3 podélný řez dispergačním člunem a nakloněnými otvory;

obr. 4 pohled shora podle obr. 1, řez B-B se znázorněnými mežiLO1зt;m± spojení přepadových šachet kruhovými segmenty;

obr. 5 pohled shora podíle obr. 1, řez ^U-C se znázorněním možn^H spojení přepadových Šachet kruhovými segmenty.

Kootakkní zařízená se skládá v podstatě z různého počtu Sisplrgačních členů 2 ⁸ velkém volným průřezem, výhodně 15 až 50 %, upevněných v koloně, které jsou v tomto případě opatřeny horizontálními otvory libovolného geomeerického tvaru, například Štěrbinami Širokými 5 až 6 mm nebo kruhovými otvory, ^odle pouHtí lze uvedené otvory částečně překrýt pevnými nebo pohyblivými prvky uspořádanými nad nimi.

Dále je možné provést otvory se sklonem (obr.3)·

Souběžně s dispergačními členy 1 jsou v určité vzdálenost složky 2 drátěné pleteniny, které jsou skloněny vzhledem k vodorovné rovině o úhel alfa 3° až 75° při vodorovně uspořádaných Sitplrgačních členech 1 a jsou vysoké 10 až 150 mm, výhodně 30 až 80 mm. Hožky 2 drátěné pleteniny se skládají z několika vrstev drátu, které jsou obvykle složeny jednotlivě nad sebou se střední roztečí 1 až 3 mm.

Uvedené složky 2 drátěné pleteniny maí samy na svých spodních hranách 2 otevřené spojení k přepadovém Šachtám £, zatímco Šachty samy pronikkaí bez spojení dispergačním členem 1 umístěným pod složkou 2 drátěné pleteniny, jakož i horními hranami složek 2 drátěné pleteniny tacházelící se pod tímto dispe^s^ím členem. Ke zpětnému odvádění kapaliny neústí přepadové Šachty 5 bezprostředně na přiřaeeném dispergačtím členu 1, nýbrž do kapalinového uzávěru 6 na dispergačním členu 1 ležícím níže, tak že se odtud kapalina rozděluje přes nátokové jezy 7 na dispergační člen 1. líátokové jezy 7 mohou být provedeny s ozubenou horní hranou. *ro lepŠí promíchávání kapaliny se ukázalo jako účelné spojení přepadových Šachet 5 kruhovými segmenty 8, spojenými bezprostředně se stěnou kolony <obr· 4), popřípadě kruhovými segmenty 8 podle obr. 5.

200 314

Funkce kontaktního za řízení je v důsledku specifického spojení dispergačních členů 1 a složek 2 drátěné pleteniny s přepadovými Šachtami 5, následující:

^a předurčené vysoké rycih.oati par, ' výhodně 3 až 15 m/s ve volném průřezu kolony, se dosahuje při atmosferickém tlaku, jakož i při daném volném průřezu dispergačního členu 1 výhodně 15 ' až 50 % diapergace par a kapaliny. Souproudý pohyb kapalné a parní fáze, který se zprvu ustaví při vysokých rychlostech, a z toho vyplívající příznivé rozdělení kapek v proudu fází podninnjí dobrý převod hmooy.

Ve složkách 2 drátěné pleteniny, přiřazených dispergačním členům 1, se nyní kapky při proudění vzhůru odloučí dopadovýta účinkem složek 2 drátěné pleteniny vynucuje svod kapek ke spodním drahám' 2 složek 2 drátěné pleteniny.

Vzhledem k tomu, že ve speciálním případě je každá složka 2 drátěná pleteniny spodní hreaou 2 spojena s přepadovými šachtami 2 k od^viádi^i^íí kapaliny, může nyní kapalina v přepado\ých šachtách 2 odtékat, to znamená, . že po opuštění spodní hrany 2 složky 2 drátěné pleteniny projde dispergačním členem ' 1 přiřazený zespodu, jakož i složkou 2 drátěné pleteniny, nacchzejicí se pod ním, načež ústí na dalším dispergačním členu 1 nacházejícím se pod touto složkou 2 drátěné pleteniny, v kapalinovém uzávěru £.

Uvedené uspořádání přepadových šachet 2 zaručuje, že vracená kapalina nepřichází opětovně do styku s prouděním panujícím mezi dispergačním! členy 1 a složkami 2 drátěné pleteniny.

Na mastechvyústění přepadových šachet 2 lee vhodně unístit nátokové jezy 7 s rovnými ne^bo ozubenými tornirni hranami, a^by se ^tm dosáhlo rovnoi^rn^Čího rozdělení kapaliny ^po * celém dispergačnm členu 1·

Paní fáze, vy stupnici z každé složky 2 drátěné pleteniny při tomto technologickém uspořádali, proudí bez podstatného odklánění vzhůru a přivádí se do nejblíže n^j^ledt^udíciího výše položeného dispergačního členu 1 nebo vystupuje v hlavě kolony.

Za^<^^<ení^m změn směru páry se ustavuje tlaková ztráta i při . velkých rychlostech páry na poměrně nízkých hodnotách.

Další konstrukční možnost předpokládá uděěit proudění kapaliny přisutým horizontálním sklonem otvorů v dispergačním členu 1 (obr. 3) pomoeí páry určitý směr pohybu. Takto nakloněné otvory podpocuj:í odvádění kapaliny ze 'strany výtoku a umotírnuí odloučení většího podílu kapaliny ve složkách 2 drát;^né pleteniny v oblacsi přepadových šachet 2·

Při souběžném uspořádání několika přepadových šachet 2» Jak je znázorněno na obr. 1 a 2, může se například za účelem odběru bočního proudu kapalina promíchávat na dispergačnta. členu 1 pouze v omezené mře. Přídavný promíchávací účinek na dispergačním členu 1 lze umožžnt jednoduše spojením přepadových.. šachet 2 ^fl kruhovými segmenty b, upevněnými bezprostředně ke stěně kolony podle obr. 5.

Výhody řešení podle vynálezu jsou zřejmé.z následujícího příkladu i

V koloně s atmosférickou destilací ropy se může destilace provádět při dosavadním provedení pater ^při húete^ ^par 6 kg/m^, s ryc^ostí ^per marirál^ ¹ a^ž 1^,5 m^ vztaženo na volný průřez kolony.

200 314

Navrhovaným kontaktní zařízení lze naproti tomu realizovat ryclhLeoti par podíe přípustné tlakové ztráty mximině 4 až 8 ^s ve volném průřezu kolony. To znammná,že u zřízení na zpracování ropy a výkonem 6 mii.tun ročně se msto dosud obvykle pouužívané kolony pro atmooférickou deetilac! o průměru 8 m může poxžít kolona podle vynálezu o průměru 3*6 m·

Claims (4)

1. PŘEDMĚT V ΪΪ ÁL E Z U

   1. Zřízení pro styk kapalin a par nebo plynů k převodu hmoty při vysokých rychlostech par nebo plynů, ve kterém jsou uspořádány horizontálně nad sebou dispergační' členy rozprostírající se po celém průřezu zařízení a vždy mezi dvěma uvedenými dispergačníi členy jsou odlučovače kapaliny, sestáveaící ze složek drátěné pleteniny, upevněné zespodu v jednotlivých bodech nabp přfíhUích, vyznačené tí, že složky (2) drátěné pleteniny, roz- se po oelém průřezu zařízení jsou opatřeny souběžnými přepadovými Šachtami (5), uspořádanými kolmo k průřezu zařízení, které jsou vodivě pro kapalinu spojeny se spodními hranami (3) složek (2) drátěné pleteniny, pronikaaí vždy dispergační členem (1) ležícím pod nimi a složkami (2) drátěné pleteniny ležícími pod uvedexýfa dispergační člexwm (1) v jejich horníoh hranách (4) a ústí na následující dispergační členu (1) v kapalinovém uzávěru·
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že složky (2) drátěné pleteniny mjí střední rozteč 1 až 3 mm, jsou vysoké 10 až 150 mm, výhodně 30 až 80 mm, a mj úhel sklonu k vodo- rovn^é rovině 3^U a^ž 75°,
3. 3· Zřízení podle bodů 1 - a 2, vyznačené tí, že přepadové Šachty (5) uspořádané kolmo k průřezu zařízení, ústí do kruhovýoh segmentů (8) uspořádaných ve stěnách kolony.
4. 4· Zeařízeií podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že dispergační členy ^vl) mj volný průřez