CS206880B1 - Souproudé zařízení kolon - Google Patents

Description

Vynález se týká souproudého zařízení kolon pro difuzní pochody, jako jsou destilace, absorpce a praní, případně pochody, při nichž se uvádí do istyku kapalná a plynná fáze, jako je tomu například při přímém chlazení nebo ohřívání.

Je známa celá řada konstrukcí aparátů, které lze rozdělit na zařízení rozstřikovací, zařízení se stoupavým proudem a zařízení s proudem vířivým. Nejznámějším souproudým zařízením rozstřikovacím je konstrukce podle patentu USA č. 2,805 845, zahrnující šikmé, tvarované plechy, které jsou v koloně umístěny tak, aby proud plynů unášel shora stékající proud kapaliny do prostoru proti protilehlé stěně kolony, na které se kapalina odlučuje a převádí na další stupeň. Proud plynů postupuje k hornímu stupni, kde opět rozstříkne kapalinu stékající shora po šikmé přepážce, na které vytváří malou zádrž.

Představitelem zařízení s vířivým proudem je například zařízení podle sovětského autorského osvědčení č. 553 982. V koloně jsou umístěny nad sebou svislé trubky, mezi nimiž je uspořádána soustava lopatek, roztáčejících proud plynu do postupné rotace. Přes stěnu trubky nad soustavou lopatek se přivádí soustavou trubek kapalina, kterou roztočený proud plynu unese vzhůru a odstředivou silou se nad horním koncem trubek kapalný film z vnitřního povrchu trubky odstnkem (11) (Bl) (51) Int. Cl.³

B 01 D 3/00 odloučí a nateče zpět do kolony a je odvedem k níže ležícímu stupni, kdežto proud plynu postupuje do další soustavy roztáčecích lopatek.

Jedním z představitelů zařízení se stoupavým proudem je zařízení podle patentu NDR č. 183 343, sestávající z mřížového patra, rozděleného na úseky, například po 600 mm. Uprostřed úseku vyúsťuje přepad, z něhož vytéká kapalina na obě strany. Plyn procházející mřížovým patrem unáší kapalinu, která se z takto vzniklé.plynokapalné směsi odlučuje na separátoru, který je vytvořen rovinnou deskou, sestavenou z několika vrstev pleteniny nebo síťoviny. Po této odlučovací desce stéká kapalina vlivem gravitace do nejnižšího místa, kde je umístěn přepad, procházející již zmíněným patrem a ústící o jedno patro níže, opět uprostřed úseku mřížového patra.

Nevýhodou shora zmíněných známých zařízení je, že u nich nelze dosáhnout velké volné plochy a tím i výkonu při přijatelné tlakové ztrátě. Nevýhodou posledně jmenované konstrukce, která sice umožňuje dosáhnout velké volné plochy a tím i výkonu, je velká spotřeba materiálu na přepady zařízení a vzhledem k tomu, že jsou velmi dlouhé, je nutno je vyztužovat s ohledem na značný hydrostatický tlak kapaliny v korytě přepadu.

Souproudé zařízení kolon podle vynálezu si klade za cíl odstranit, anebo alespoň podstatně zmírnit nevýhody popsaných známých zařízení a jeho podstata spočívá v tom, že je tvořeno vodorovnými koryty, umístěnými v plášti kolony v pravidelných odstupech, ve vodorovných řadách vedle sebe a střídavě přesazené nad sebou, opatřenými ve svých dnech alespoň dvěmi řadami otvorů a napojenými bezprostředně u vnitřní stěny kolony na obvodové koryto, přičemž každé vodorovné koryto je spojeno s dvěma nejblíže vyššími vodorovnými koryty šikmým patrem, například z děrovaného plechu nebo z různě tvarovaných profilů, jehož spodní hrana je situována pod horním okrajem vodorovného koryta, a horní hrana pod otvory nejblíže vyššího sousedního vodorovného koryta a mezi svislými stěnami vodorovných koryt, uspořádanými ve svislé rovině, jsou umístěny odlučovače kapaliny, tvořené matrací sestávající z několika svislých vrstev síťoviny nebo pleteniny.

Vodorovná koryta ve variantě provedení jsou napojena přímo na vnitřní stěnu kolony. :

Šikmé patro je s výhodou na spodní části opatřeno usměrňovacímí přepážkami nebo separačními přepážkami na horní části šikmého patra.

Šikmé patro je v jiné variantě vytvořeno mříží, například z polotrubek nebo z pravoúhlých profilů.

V další variantě je šikmé patro vytvořeno žaluziemi se štěrbinami,

V jiné variantě je šikmé patro vytvořeno úhra- . bečným plechem s otvory.

V další variantě je šikmé patro tvořeno jazýčkovým plechem s otvory.

Souproudé' zařízení podle vynálezu patří mezi zařízení se stoupavým proudem. Jeho výhodou je, že plyn kapalinu nezvedá, nýbrž ji jen urychluje ve vodorovném směru. Šikmo uspořádaná patra umožňují zvýšit volnou plochu patra, takže změna rychlosti ve volném průřezu kolony a v otvorech nebo štěrbinách šikmého patra je oproti ostatním typům malá a proto je nízká i tlaková ztráta jednoho stupně při vysokém plynném zatížení.

Navržené zařízení umožňuje dosahovat vysokého výkonu nejen pro plyn, ale i pro kapalinu, což jak je dále vysvětleno, je podstatná výhoda. Poměry množství kapaliny a páry tekoucí v koloně jsou dány technologickými výpočty a nelze je měnit. Při rostoucím plynném výkonu, jehož se u těchto zařízení dosahuje, zmenšuje se úměrně plocha kolony ale kapalné zatížení zůstává stejné, což má za následek, že měrné kapalné zatížení na 1 m² plochy průřezu kolony o stejný podíl vzroste. Oproti klasickým patrům se plynné zatížení, a tudíž i měrné kapalné zatížení zvyšuje několikrát, čímž lze podstatně snížit průměry kolonových aparátů, takže bude možné i při stále rostoucích kapacitách vyrábět a kompletovat tyto aparáty i ve výrobních závodech a nikoliv jen na místě finální montáže. Tato výrazná výhoda umožní, aby i vnitrozemské státy, jako je ČSSR, vyráběly vysokokapacitní zařízení přímo v závodech a aby tudíž opustily dosavadní praxi, tj. vyrábět pouze luby a tyto svařovat v kolony až na staveništi, což je podstatně nákladnější, než výroba v závodě.

Příklad provedení souproudého zařízení kolon podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je řez svislou rovinou procházející osou kolony, na obr. 2 je řez vodorovnou rovinou, na obr. 3 a 4 je jeden stupeň souproudého zařízení v řezu svislou rovinou a na obr. 5 je axonometrický pohled na část šikmého patra.

S odvoláním na připojené výkresy se v následujícím uvádí popis příkladu provedení souproudého zařízení podle vynálezu. Ve válcqvé koloně s pláštěm 1 jsou v horizontálních rovinách, v pravidel^ ných vzdálenostech vedle Sebe a přesazené nad ; sebou umístěna vodorovná koryta 2, která jsou připojena buď přímo k plášti kolony 1 nebo ústí ďo _; okrajového koryta 3, které je pevně spojeno s pláštěm kolony 1. V každém vodorovném korytě , 2 jsou vytvořeny po obou jeho bocích, případně í v jeho dně, dvě řady otvorů 8, kterými kapalina· natéká na šikmé patro 5. Koryta 2, přes jednu vodorovnou řadu koryt jsou uspořádána tak, aby byla nad sebou v jedné svislé rovině. Mezi takto vytvořenými svislými stěnami koryt jsou umístěny, odlučovače kapaliny 4, ve tvaru plochých matrací¹ tvořených několika vrstvami , síťoviny, a to buď plechové nebo drátové, popřípadě několika vrstvami kovové tkaniny. V některých případech může být horní strana 9 odlučovače 4 vyhnuta (obr. 4). Každé koryto 2 je spojeno š nejbližšími dvěma výše uloženými koryty šikmým patrem 5 pod ostrým úhlem alfa v rozmezí 30 až asi 75°. Šikmé patro 5 je vytvořeno například děrovaným plechem nebo mříží z polotrubek, případně z pravoúhlých profilů, nebo žaluziemi 10 se štěrbinami 13, případně jazýčkovým plechem 12 s otvory 15 (obr. 5), nebo úhrabečným plechem 11 s otvory 14 (obr. 4). Šikmé patro 5 je k výškově přesazeným sousedním korytům 2 připojeno tak, aby jeho horní hrana byla pod otvory 8 v horním korytu 2 a jeho spodní hrana, upevněná k boku koryta 2, byla pod horním okrajem koryta 2 tak, aby se tam vytvářela malá zádrž kapaliny. V některých případech, a to za i účelem zrovnoměrnění toku plynu v průřezu stupně, přidávají se na spodní stranu šikmého patra 5 usměrňovači přepážky 6, které usměrňují proud ¹ plynů do žádaného směru. I k horní části šikmého patra 5 lže s výhodou připojit odlučovací přepážky 7, napomáhající odlučování kapaliny z plynokapal: né směsi.

Zařízení podle vynálezu pracuje takto. Kapalina, ať již ve formě refluxu nebo nástřiku, se přivede rozdělovačem do vodorovných koryt 2, odkud otvory 8 natéká na šikmá patra 5, kde proudem plynu stržena a vržena proti stěně odlučovače 4, kapalina se odloučí a steče do níže ležícího koryta. Plyn se zatím obrátí a přechází do výše ležícího, šikmého patra 5. V případě, že plyn nestačí unést celé množství kapaliny, steče tato po šikmém patře 5 k níže ležícímu korytu 2, kde se vytvoří malá zádrž, která pomalu přetéká přes okraj koryta

[dovnitř koryta a s hladiny je soustavně vysokou ! rychlostí plynu strhávána část této kapaliny proti i odlučovači. V jednotlivých stupních se celý proces ) opakuješ. Při menším množství kapaliny se užívá i

Claims (7)

1. PŘEDMĚT

   Ϊ. Souprouďé zařízení kolon, vyznačené tím, že 1 je tvořeno vodorovnými koryty (
2. 2), umístěnými ' v plášti kolony (1) v pravidelných odstupech, ve i vodorovných řadách vedle sebe a střídavě přesaze- ; ně nad sebou, opatřenými ve svých dnech alespoň dvěmi řadami otvorů (8) a napojenými bezprostředně u vnitřní stěny kolony (1) ria obvodové koryto (3), přičemž každé vodorovné koryto (2) je spojeno s dvěma nejblíže vyššími vodorovnými koryty (2) šikmým patrem (5), například z děrova- j něho plechu nebo z různě tvarovaných profilů, jehož spodní hrana je situována pod horním , okrajem vodorovného koryta (2), a horní hrana pod otvory (8) nejblíže vyššího sousedního vodorovného koryta (2) a mezi svislými stěnami vodorovných koryt (2), uspořádanými ve svislé rovině, jsou umístěny odlučovače kapaliny (4), tvořené matrací sestávající z několika svislých vrstev síťovi; ny nebo pleteniny.

   í 2. Souproudé zařízení kolon podle bodu 1, okrajových koryt 3, které umožňují vyrovnávání hladiny kapaliny v jednotlivých vodorovných korytech 2 a tím zrovnoměrňují rozdělení kapaliny po průřezu kolony.

   VYNÁLEZU vyznačené tím, že vodorovná koryta (2) jsou napojena přímo na vnitřní stěnu kolony (1).
3. 3. Souproudé zařízení kolon podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že šikmé patro (5) je na spodní části opatřeno usměrňovacími přepážkami (6) nebo separačními přepážkami (7) na horní části.
4. 4. Souproudé zařízení kolon podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že šikmé patro (5) je tvořeno mříží, například z polotrubek nebo z pravoúhlých profilů.
5. 5. Souproudé zařízení kolon podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že šikmé patro (5) je tvořeno žaluziemi (10) se štěrbinami (13).
6. 6. Souproudé zařízení kolon podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že šikmé patro (5) je tvořeno úhrabečným plechem (11) s otvory (14).
7. 7. Souproudé zařízení kolon podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že šikmé patro (5) je tvořeno jazýčkovým plechem (12) s otvory (15).