CS255963B1 - Zařízení k rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonového aparátu - Google Patents

Abstract

Zařízení pro rozdělení kapaliny rozstřikováním v kolovém aparátu s výkonnou vestavbou na výměnu hmoty a tepla mezi kapalinou postupující kolonovým aparátem směrem dolů a plynem stoupajícím kolonovým aparátem směrem vzhůru je konstruováno tak, že rozstřikovač kapaliny se skládá z nejméně jednoho děrovaného kanálu nebo nejméně jedné trysky, toto zařízení je z obou bočních stran obklopeno stěnami ochranného korýtka bez dna, které jsou svislé nebo upraveny šikmo tak, že jejich vzdálenost je ve spodu menší než v horní části, přičemž se kapalina rozstřikuje do prostoru a na stěny ochranných korýtek, na nichž vytváří vrstvu kapaliny, která směrované stéká nebo přetéká na vložku nebo výplň kolonového aparátu.

Description

Vynález se týká zařízení k rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonovým aparátem, určeným pro přímý kontakt mezi kapalinou a plynnou fází, v nejméně jednom pásmu vodorovného průřezu kolonovým aparátem.

Způsob rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonového aparátu, určeného pro kontakt mezi kapalnou fází stékající aparátem shora dolů a plynnou fází stoupající aparátem sdola nahoru, význačnou měrou určuje stupeň využití objemu aparátu. Obecně se požaduje, aby se kapalina rozdělovala rovnoměrně po vodorovném průřezu aparátu/ aby byl rozdělovač propustný pro veliké množství kapaliny i plynu bez strhávání kapaliny plynem a tak byl použitelný pro vysoce výkonné vložky nebo výplně kolonového aparátu, a aby byl odolný proti zanášení mechanickými nečistotami a tím proti ucpávání.

Nedostatkem rozdělovačů dosud používaných je to, že nesplňují současně všechny uvedené požadavky. Např. rozdělovače, ve kterých kapalina se rozděluje vytékáním z velkého počtu malých otvorů nebo z úzkých štěrbin, rozdělují kapalinu rovnoměrně, avšak jsou náchylné k ucpávání malých otvorů nebo úzkých štěrbin mechanickými nečistotami. Dále např. zařízení rozdělovačů, které zabírá příliš velký podíl z vodorovného průřezu aparátem, i když je provedeno pro rovnoměrné rozděleni kapaliny a není náchylné k ucpávání, mívá nízký výkon, pokud jde o maximální měrné zatížení kapalinou i plynem vodorovného průřezu aparátem, vyjádřený např. maximálně možným počtem kilogramů kapaliny nebo plynu procházejícím jedním Čtverečným metrem vodorovného průřezu aparátu za hodinu bez zahlcení aparátu.

Podstata zařízení pro rozdělení kapaliny rozstřikováním po vodorovném průřezu kolonového aparátu, určeného pro přímý kontakt mezi kapalinou a plynnou fází v nejméně jednom pásmu vodorovného průřezu kolonovým aparátem podle vynálezu spočívá v tom, že je tvořeno rozstři“ kováčem kapaliny, který se skládá z nejméně jednoho děrovaného kanálu nebo nejméně jedné děrované trysky, kteréžto zařízení je z obou bočních stran obklopeno stěnami ochranného korýtka bez dna, které jsou svislé nebo jsou upraveny šikmo tak, že je jejich vzdálenost ve spodu menší než v horní části.

Rozdělování kapaliny u zařízení podle vynálezu probíhá tak, že nejdříve se kapalina rozstříkne bud děrovaným kanálem nebo tryskou do prostoru ochranného korýtka a na jeho stěny, načež se z prostoru ochranného korýtka a z jeho stěn převede na vlastni vložku kolonového aparátu nebo na výplň kolonového aparátu a to bud přímým přetékáním nebo pomocí zvláštního přetokového zařízení.

Pásmem vodorovného průřezu kolonovým aparátem se rozumí taková část uvedeného vodorovného průřezu aparátem, která leží pod příslušným děrovaným kanálem a příslušným ochranným korýtkem. Stěny ochranného korýtka obklopují z obou stran rozstřikovač, který je tedy zapuštěn mezi stěny ochranného korýtka. Stěny ochranného korýtka jsou bud svislé nebo šikmé, takže v tomto druhém případě jejich vzájemná vzdálenost ve spodu je nižší než v horní části.

Ochranná korýtka mohou být v horní části zakryta víčky, která omezují nebo znemožňují průchod plynu touto horní částí, což přispívá k tomu, aby kapalina nebyla strhávána vzhůru proudem plynu.

Děrované kanály mohou být rovné nebo stočeny do kruhu. Děrované kanály mohou mít různý průřez, např. mohou být tvořeny děrovanými trubkami s kruhovým průřezem nebo sploštělými děrovanými trubkami, přičemž v tomto druhém případě ve svislém průřezu trubky menší rozměr odpovídá vodorovnému směru.

Osa výtokových otvorů děrovaných kanálů a tím i směr výtoku kapaliny je bud ve vodorovné poloze nebo je s výhodou odchýlena od vodorovné polohy směrem dolů.

Výtokové otvory děrovaných kanálů jsou dimenzovány dostatečně veliké, aby se neucpávaly mechanickými nečistotami. Průřez děrovanými kanály je dimenzován tak, aby rychlost proudění

255.963 kapaliny v nich byla dostatečně veliká, při níž se neusazují v kanále mechanické nečistoty. Podle potřeby konkrétního případu výtokové otvory děrovaných kanálů jsou umístěny v protilehlých polohách obou svislých stran kanálů nebo jsou umístěny výstřídaně.

V případě použití nejméně jedné trysky pro rozstřikování kapaliny je s výhodou osa výtoku kapaliny z trysky umístěna ve vodorovném směru a je šikmo namířena pod úhlem menším než 90° na jednu ze stěn ochranného korýtka. Při tomto uspořádání dochází k tříštění kapaliny na této stěně, k odražení části kapaliny na druhou stěnu a tím k rozdělení kapaliny po značně větším úseku ochranného korýtka než odpovídá bezprostřednímu okolí výtoku kapaliny z trysky.

Ochranná korýtka mohou být ve spodní části opatřena systémem desek průchodným pro kapalinu i plyn, určeným proti přímému propadu kapaliny z prostoru korýtek mezi postranními stěnami korýtek na vlastní vložku kolonového aparátu nebo na výplň kolonového aparátu.

Systém těchto desek může být umístěn případně pod korýtky. Desky proti propadu kapaliny mohou být šikmo umístěny a mohou se vzájemně překrývat. Tyto desky mohou být zapuštěny do šikmých výřezů ve spodní části ochranných korýtek.

Tím jsou odstraněny nedostatky dosud známých zařízení pro rozdělování kapaliny. Kapalina je zde rozstřikována otvory tak velikými,, že se tyto otvory neucpávají. Proudy a kapky rozstříknuté kapaliny jsou dále rozmělňovány na menší kapky a film kapaliny tím, Že rozstříknutá kapalina naráží na vnitřní stěny korýtek, kteréžto stěny oddělují od sebe vnitřní prostor korýtek a prostor po vnější straně korýtek, kterým plyn stoupá vzhůru aniž způsobuje únos kapaliny, se kterou v těchto místech nepřichází do bezprostředního styku.

Zařízení podle vynálezu se dá s výhodou použít pro rozdělování kapaliny na vysoce výkonné vestavby kolonového aparátu, sestavené např. ze svislých rovnoběžných desek bud z plného plechu nebo ze sítoviny, např. z tahokovu. Bylo zjištěno, že při použití dosud známých rozdělovačů, např. korýtek s výřezy po stranách, jsou právě uvedené vestavby ze svislých desek ve výkonu omezovány tím, že dochází k zahlcení rozdělovače při nižším výkonu, např. o 40 a více procent, než je maximálně možný výkon samotných vestaveb. Při rozdělování kapaliny pomocí zařízení podle vynálezu není většinou nutné rozšíření vodorovného průřezu kolonového aparátu v místě rozdělovače kapaliny jako je to nutné u jiných rozdělovačů, např. při použití již zmíněných korýtek s výřezy nebo roštových rozdělovačů, jestliže nemá být omezeno plné využití vysoce výkonných vestaveb. Zmíněné rozšíření průřezů aparátu může představovat 50 i více procent, jak bylo experimentálně zjištěno.

Uvedených výhod rozdělování kapaliny na zařízení podle vynálezu se dosahuje tím, že stěny korýtek oddělují od sebe vnitřní prostor korýtek, kde se rozstřikuje kapalina, a prostor po vnější straně korýtek, kterým plyn stoupá vzhůru aniž způsobuje únos kapaliny, se kterou v těchto místech nepřichází do bezprostředního styku.

Na obrázku 1 je znázorněno celkové uspořádání kolonového aparátu X a umístění v něm rozdělovače 2 kapaliny. Na dalších obrázcích obr. 2 až obr. 7 je znázorněno podrobněji zařízení k rozdělování kapaliny podle vynálezu v rozdělovači 2 kapaliny a na deskách přetokového zařízení 12, znázorněných na obr. 1.

Na obr. 1 je znázorněn kolonový aparát .1, do kterého se nástřikuje kapalina přívodem

4. kapaliny. Kapalina se rozděluje rovnoměrně po vodorovném průřezu kolonového aparátu pomocí rozdělovače 2_ a dále se zavádí přes desky přetokového zařízení 12 na vložku kolonového aparátu nebo na jeho výplň 2' odkud stéká postupně dolů až na dno, odkud odchází z aparátu odvodem 2 kapaliny. Plyn vstupuje do kolonového aparátu X přívodem _6 plynu, dále postupuje vzhůru přes vložku nebo výplň 2 kolonového aparátu, přičemž dochází k výměně hmoty nebo tepla nebo hmoty i tepla mezi kapalinou a plynem, a konečně prochází volným průřezem mezi deskami přetokového zařízení 12 a volným průřezem rozdělovače 2 kapaliny do prostoru pod víkem 15, odkud odchází z aparátu odvodem 7_ plynu.

Na obr. 2a je vyobrazen rozstřikovač kapaliny, který se skládá z hlavního rozvodu £ a z děrovaných kanálů % které jsou napojeny na hlavní rozvod £· Každý děrovaný kanál 9 je obklopen ochranným korýtkem 11 zakrytým víčkem 14, znázorněnými na obr. 2b a 2c. Kapalina je přiváděna přívodem _4 kapaliny do hlavního rozvodu odkud odchází do jednotlivých děrovaných kanálů jejichž dírkami je rozstříknuta rovnoměrně do prostoru a na stěny jednotlivých ochranných korýtek 11, odkud je převedena na vlastní vložku kolonového aparátu nebo na jeho výplň 2 přes desky přetokového zařízení 12, znázorněné na obr. 1.

Na obr. 2a jsou dírky u jednoho děrovaného kanálu 9_ umístěny v protilehlých polohách a u jiného děrovaného kanálu 9^ jsou umístěny v střídavých polohách. Počet dírek, jejich průměr a rozmístění dírek závisí na množství rozstřikované kapaliny a její čistotě. Osa výtokových dírek je často s výhodou odchýlena od vodorovné roviny směrem dolů.

Na obr. 3a a 3b je znázorněno jiné zařízení pro rozstřikování kapaliny, a to trysky IQ. Trysky 10 rozstřikují kapalinu ve vodorovné rovině šikmo na stěny ochranného korýtka 11, kde se proud kapaliny tříští, což přispívá k rovnoměrnosti rozdělení kapaliny.

Na obr. 4a je znázorněno zařízení, u kterého rozstřikovací děrovaný kanál 9_ je stočen do kruhu a podobně ochranné korýtko 11.

Na obr. 5 je vyobrazen kruhový svislý řez děrovaného kanálu 9_.

Na obr. 6 je vyobrazen oválný svislý řez děrovaného kanálu 9_, který je výhodný tím, že ve vodorovné rovině zabírá relativně málo místa v kolonovém aparátu 1_.

Na obr. 7 je boční pohled na ochranné korýtko 11, ve kterém jsou ve spodní části šikmé výřezy 13, do kterých jsou zapuštěny desky přetokového zařízení 12. Tyto desky jsou určeny proti propadu kapaliny a proto se s výhodou překrývají. Kapalina při jejich použití přetéká na vložku J3 kolonového aparátu buč ze stěn ochranných korýtek 11 nebo z desek přetokového zařízení mohou být umístěny i pod ochrannými korýtky 11.

Claims (9)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízení pro rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonového aparátu, určeného pro přímý kontakt mezi kapalnou a plynnou fází v nejméně jednom pásmu vodorovného průřezu kolonovým aparátem rozstřikováním, vyznačené tím, že je tvořeno rozstřikovačem kapaliny, který se skládá z nejméně jednoho děrovaného kanálu (9) nebo nejméně jedné trysky (10), kteréžto zařízení je z obou bočních stran obklopeno stěnami ochranného korýtka (11) bez dna, které jsou svislé nebo jsou upraveny šikmo tak, že jejich vzdálenost je ve spodu menší než v horní části.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že ochranné korýtko (11) je v horní části zakryto víčkem (14).
3. 3. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že děrované kanály (9) jsou tvořeny děrovanými trubkami s kruhovým nebo oválným průřezem s menším rozměrem oválu ve vodorovném směru, které jsou rovné nebo stočeny do kruhu.
4. 4. Zařízení podle bodu 2 a 3, vyznačené tím, že osa výtokových otvorů a tím i směr výtoku kapaliny je odchýlen od vodorovné roviny směrem dolů.
5. 5. Zařízení podle bodu 2 až 4, vyznačené tím, že výtokové otvory po obou stranách děrovaných kanálů (9) jsou umístěny v protilehlých polohách nebo jsou umístěny vystřídané.
6. 6. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že osa výtoku kapaliny z nejméně jedné trysky (10) s výhodou umístěná do vodorovného směru je šikmo namířena pod úhlem menším než 90° na jednu stěnu ochranného korýtka (11).
7. 7. Zařízení podle bodu 2 až 6, vyznačené tím, že ve spodní části ochranných korýtek (11) nebo pod nimi jsou umístěny systémy desek přetokového zařízení (12) proti propadu kapaliny.
8. 8. Zařízení podle bodu 7, vyznačené tím, že desky přetokového zařízení (12) jsou upraveny šikmo a s výhodou se vzájemně překrývají.
9. 9. Zařízení podle bodu 8, vyznačené tím, že desky přetokového zařízení (12) jsou úpravě ny do šikmých výřezů (13) ve spodní části ochranných korýtek (11).