CS256436B1 - Zařízení pro jemné rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonovým aparátem - Google Patents

Abstract

Zařízení pro jemné rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonovým aparátem, určeným pro přímý kontakt mezi kapalinou a plynnou fází, po předchozím hrubém rozdělení této kapaliny po nejméně jednom pásmu vodorovného průrezu kolonovým aparátgm je vytvořen tak* že se skládá, alespoň z jedné soustavy nátokových destiček a z prvku žebrovité struktury pevně připojených k nátokovým destičkám* přičemž na každé nátokové destičce horní usek je napojen pod jednotkou pro hrubé rozdělení kapaliny a spodní úsek je rozdělen na další rozdělovači úsek pro rozvod kapaliny a další úsek pro pevné a těsné spojení s prvkem žebrovité struktury pro převod kapaliny na jednotlivá žebra

Description

Vynález se týká zařízení k jemnému rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonovým aparátem, určeným pro příný kontakt mezi kapalnou a plynnou fází, po předchozím hrubém rozdělení této kapaliny po nejméně jednom pásmu vodorovného průřezu kolonovým aparátem, s výhodou ve střední části uvedeného pásma.

Stupeň využití kolonového aparátu, určeného pro přímý kontakt mezi kapalnou a plynnou fází, významně 2ávisí na rozdělení kapaliny po vodorovném průřezu aparátu. Rovnoměrné rozdělení kapaliny po průřezu aparátu je podmínkou pro vysoký stupeň jeho využití. Postup rozdělování kapaliny na zařízení podle vynálezu je kombinací hrubého rozdělování kapaliny a po něm následujícího jemného rozdělování kapaliny na zvláštním zařízení. Zařízení pro hrubé rozdělení kapaliny odpovídá např. uspořádání, při němž se kapalina rozděluje rozstřikováním na stěny ochranných korýtek, z nichž stéká nebo přetéká k jemnému rozdělení. Při hrubém rozdělení kapaliny se jedná o rozdělení kapaliny nejméně v jednom vodorovném pásmu kolony, t.j. v takové části vodorovného průřezu aparátem, která leží pod příslušným zařízením pro hrubé rozdělení. Při jemném rozdělení kapaliny jde o další rozvedení kapaliny po celém vodorovném průřezu té části aparátu, která odpovídá uvedenému pásmu aparátu.

Obvyklé požadavky na rozdělovače kapaliny jsou, aby rozděloval rovnoměrně kapalinu po vodorovném průřezu aparátu, aby byl propustný pro veliké množství kapaliny i plynu bez strhávání kapaliny plynem a aby byl odolný proti zaná256 436 šení mechanickými nečistotami přinášenými rozdělovanou kapalinou. Při dosud známých rozdělovačích nebývají tyto požadavky obvykle splněny současně. Např. rozdělovače, ve kterých se kapalina rozděluje vytékáním z velkého počtu malých otvorů nebo z úzkých štěrbin, rozděluji kapalinu rovnoměrně» avšak jsou náchylné k ucpávání malých otvorů nebo úzkých štěrbin mechanickými nečistotami. Dále např, zařízeni rozdělovačů, které zabírá příliš velký podíl z vodorovného průřezu aparátem, i když je provedeno pro rovnoměrné rozděleni kapaliny a není náchylné k ucpáváni, mívá nízký výkon, pokud jde o maximální měrné zatíženi kapalinou i plynem vodorovného průřezu aparátem, vyjádřený např. maximálně možným počtem kilogramů kapaliny nebo plynu procházejícím jadnim čtverečným metrem vodorovného průřezu aparátu za hodinu bez zahlcení aparátu.

Podstata zařízení pro jemné rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kolonovým aparátem, určeným pro přímý kontakt mezi kapalnou a plynnou fází, po předchozím hrubém rozdělení této kapaliny po nejméně jednom pásmu vodorovného průřezu kolo novým aparátem, s výhodou v střední části uvedeného pásm^ např. pomocí korýtka bez dna, podle vynálezu spočívá v tom, že se skládá alespoň z jedné soustavy nátokových destilaček, napojených pro kapalinu vodivě pod jednotku pro hrubé rozděleni kapalíny tvořenou děrovanými kanály, korýtky a výřezy, a z prvků žebrovité struktury pevně připojených k nátokovým destičkám, přičemž na každé nátokové destičce horní úsek,s výhodou šikmý, je napojen pod jednotku pro hrubé rozdělení kapaliny tvořenou děrovanými kanály, korýtky a výřezy a spodní úsek, s výhodou svislý, je rozdělen na další rozdělovači úsek, určený pro rovnoměrný rozvod kapaliny na alespoň jeden dalši svislý úsek, určený pro pevné a těsné spojeni s prvkem žebrovité struktury pro převod kapaliny na jeho jednotlivá žebra.

256 436

Tímto uspořádáním se dosáhne toho, že kapalina se převádí nejméně z jednoho pásma vodorovného průřezu kolonovým aparátem na nejméně jednu nátokovou deštičku, s výhodou na alespoň jednu soustavu nátokových destiček, odkud se kapalina dále převádí .na alespoň jeden prvek žebrovité struktury, po jehož žebrech se rozvádí po vodorovném průřezu kolonového aparátu, přičemž převod kapaliny z každé jedné nátokové destičky se děje alespoň na jednu její stranu na prvek žebrovité struktury· Napojením prvků žebrovité struktury tak, že žebra těsně doléhají na nátokovou destičku, je zajištěno potřebné přetékání kapaliny z nátokové destičky na prvek žebrovité struktury.

Nátoková destička je s výhodou vyrobena z plného materiálu, nejčastěji z proužku tenkého plechu, jehož šikmá horní část je určena pro nátek kapaliny na destičku a svislá spodní část je určena pro'převádění kapaliny na prvek žebrovité struktury. Je výhodné, aby okraj prvku žebrovité struktury, připevněný k nátokové destičce, byl šikmý. Tím se dosáhne toho, že úsek na nátokové destičce určený pro převáděni kapaliny na prvek žebrovité struktury, se směrem dolů zužuje, což odpovídá tomu, že převáděné množství kapaliny na tomto úseku se směrem dolů zužuje.

Pro dobrý rozvod kapaliny pomoci prvků žebrovité struktury je třeba vhodným způsobem orientovat v prostoru žebra těchto prvků, většinou s výhodou v šikmém směru pod úhlem, měřeným od svislého směru, který se zjistí experimentálně jako nejvýhodnějši. Nátokové destičky nohou být seřazeny do řady, která může být rovná nebo může opisovat např. kružnici.

- 4 256 436

Materiálem vhodným pro výrobu prvků žebrovité struktury je např. tahokov· Fři použití tahokovu je výhodné, že směr delší úhlopříčky okénka v prvcích žebrovité struktury je odchýlen od svislého směru a že s výhodou svírá se svislým směrem úhel nejméně 10 stupňů·

Fři použití rozdělovače pro hrubé rozdělení kapaliny pomocí ochranných korýtek je výhodné, že šikmá horní část nátokové destičky je zapuštěna do šikmých výřezů ve spodní části stěn ochranných korýtek· Nevylučuje se však i takové konstrukční uspořádání, při kterém horní část nátokových destiček je připevněna ke spodnímu okraji stěn ochranných korýtek.

Je výhodné, aby nátokové destičky byly vzájemně rozmístěny tak, že horní šikmé části těchto destiček se vzájemně překrývají tak, že je tím zabráněno propadu kapaliny, přiváděné z rozdělovače hrubého rozděleni, mimo nátokové destičky.

Prvky žebrovité struktury mohou být vyrobeny z drátěného pletiva nebo lze použít tahokov, t.j. plech β prořezávanými otvory kosočtverečného tvaru a s žebry omezujícími uvedené otvory, která jsou mírně vyklenutá z roviny původního plechu.

Pro dobrou rozdělovači funkci prvků žebrovité struktury, vyrobených z tahokovu, je vhodné, aby směr delší úhlopříčky kosočtverečného otvoru tahokovu byl šikmý. Z tohoto hlediska bylo zjištěno, že úhel, který svírá delší úhlopříčka otvpru tahokovu se svislým směrem, je s výhodou větší než 10 stupňů.

Na zařízení podle vynálezu se dosahuje jemného rozdělení kapaliny po vodorovném průřezu kolonového aparátu bez omezení maximálně možného zatížení i vysoce výkonných vestaveb nebo výplní kolonového aparátu tím, že při rozdělováni kapalina postupně přetéká z jedné plochy na druhou plochu, takže nevznikají podmínky pro unášení kapaliny plynen^ jako

- 5 256 436 je tomu v případě, kdy kapalina se odtrhuje ód rozdělovacího zařízení. Bylo zjištěno, že vzhledem k této skutečnosti není nutné rozšíření vodorovného průřezu kolonového aparátu β výkonnou vestavbou nebo výplní v místě rozdělování kapaliny, např. o 50 i více procent, jak by to bylo jinak nutné.

Požadavek, aby kapalina byla rozdělována rovnoměrně, je splněn výhodnými vlastnostmi nátokových destiček a prvků žebrovíté struktury. Požadavek, aby rozdělovač pracoval s velkým množstvím kapaliny i plynu je splněn tím, že rozdělovač má velký volný průřez, kterým prochází plyn a že kapalina stékající po nátokových destičkách i po prvcích žebrovité struktury se strhává plynem až při relativně vysokém zatížení rozdělovače kapalinou a plynem.

Požadavek, aby se rozdělovač neucpával mechanickými nečistotami, je splněn tím, že rozdělovač podle vynálezu má svislé součásti, na jejichž povrchu se mechanické nečistoty nemohou usadit.

Na obr. la, lb, lc je znázorněno zařízení podle vynálezu a propojení jeho jednotlivých částí.

Na obr. 2a, 2b jsou znázorněna podrobněji některé možná provedení jednotlivých částí zařízení podle vynálezu.

Na obr. la, lb, lc je znázorněno zařízení podle vynálezu, na kterém se provádí způsob jemného rozdělování kapaliny po vodorovném průřezu kapaliny. Současně se zde využívá zařízení pro hrubé rozdělení kapaliny pomocí ochranných korýtek bez dna. Podle obr. la, Iba lc se kapalina přivádí přívodem kapaliny 1 do děrovaných kanálů 2_t jejichž dírkami se rozstříkne na stěny a do prostoru ochranných korýtek odkud pak stéká níže, čímž se uskutečňuje hrubé rozdělení kapaliny v jednotlivých pásmech vodorovného průřezu kolonového aparátu. Po hrubém rozdělení kapaliny následuje jemné rozdělení kapaliny na zařízení podle vynálezu tak, že kapalina z prostoru a stěn ochranných korýtek 3 teče na horní šikmou část 2 nátokových destiček 2 » buč vsazených do vý258 436

- 6 řezů 4 ve stěnách ochranných korýtek 3, jak je znázorněno v levé části obr· la a na obr. ib, nebo připevněných ks spodnímu okraji stěn ochranných korýtek 3, jak je znázorněno v pravé části obr· la a na obr. lc, odkud přetéká na rozdělovači úsek 6, který se směrem dolů zužuje. Rozdělovači úsek 6 je na nátokové destičce S> vymezen na obou stranách okraji 8 prvků 7 žebrovité struktury, které jsou pevně připojeny k nátokové destičce 5. Kapalina přetéká z rozdělovacího úseku 6 na obě strany na žebra 9 prvků 7 žebrovité struktury, po nichž teče šikmo dolů a z nichž na spodu přetéká na vložku nebo výplň kolonového aparátu. Nátokové destičky jsou seřazeny do rovných řad pod jednotlivými ochrannými korýtky .3.

obr, la je vidět, že horní šikmé části 10 nátokových destiček Li se vzájemně překrývají, čímž je zabráněno propadu kapaliny mimo nátokové destičky 5. Nátokové destičky mohou být na rozdíl od obr. la seřazeny do kruhu, přičemž však i zařízeni pro hrubé rozděleni kapaliny sestávající z ochranného korýtka _3 a děrovaného kanálu 2 musí být patřičně přizpůsobeno do kruhového tvaru.

Podle obr. 2a, 2b prvky 7 žebrovité struktury mohou být vyrobeny z drátěného pletiva nebo ze sitovíny,jako je s výhodou tahokov. Bylo zjištěno, že při použiti tahokovu se dosáhne dobrého rozdělení kapaliny, jestliže směr delší úhlopříčky okénka tahokovu je šikmý a zvláště jestliže svírá se svislým směrem s výhodou úhel nad 10 stupňů. Na obr.

2a je znázorněn jeden prvek li žebrovité struktury z tahokovu, který rozvádí kapalinu jen na jednu stranu nátokové destičky

5. Na obr. 2b jsou na nátokovou destičku 5 připevněny dva prvky žebrovité struktury z tahokovu, které rozvádějí kapalinu na obě strany nátokové destičky <5.

Zařízeni, které slouží pro hrubé rozděleni kapaliny, může být i jiného provedeni než pomocí ochranných korýtek, zahrnuté do zařízení zobrazaeného na obr. ia, lb a lc. Pro hrubé rozdělení kapaliny může být použito např. korýtek

- 7 256 438 s plným dnem a s výřezy v horní části postranních stěn.

V tom případě kapalina přivedená do korýtka přetéká.postran nimi výřezy na nátokové destičky 2 ® další zařízení podle vynálezu, umístěné pod korýtky. Toto zařízení je však použi telné spíše pro čistou kapalinu bez mechanických součástí, které se mohou nepříznivě usazovat v korýtkách při malé pří pustné rychlosti proudění kapaliny v korýtkách.

Claims (11)

1. 256 436

   1« Zařízení pro jemné rozdělování kapaliny βσ vucloruvnú»*průřezu kolonovým aparátem, určeným pro přímý kontakt mezi kapalnou a plynnou fázi, po předchozím hrubém rozdělení této kapaliny po nejméně jednom pásmu vodorovného průřezu kolonovým aparátem, s výhodou v střední části uvedeného pásma, napr, pomocí korýtek bez dna, vyznačené tím, že se skládá alespoň z jedné soustavy nátokových destiček (5) napojených pro kapalinu vodivě pod jednotkou pro hrubé rozděleni kapaliny, tvořenou děrovanými kanály (2), korýtky (3) a výřezy (4), a z prvků (7,11) žebroVité struktury pevně připojených k nátokovým destičkám (5), přičemž na každé nátokové destičce (5) horni úsek (10)» s výhodou šikmý, je napojen pod jednotku pro hrubé rozděleni kapaliny, a spodní úsek, s výhodou svislý, je rozdělen na další rozdělovači úsek (6) pro rovnoměrný rozvod kapaliny, a na alespoň jeden další svislý úsek určený pro pevné a těsné spojení s prvkem (7) žebrovité struktury pro převod kapaliny na jeho jednotlivá žebra (9),
2. 2, Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že alespoň na jednu stranu nátokové destičky (5), vytvořené s výhodou z plného materiálu, např. z plechu, je pevně připojen prvek (7) žebrovité struktury tak, že žebra (9) těsně doléhají na nátokovou destičku (5),
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že na nátokové destičce (5) je vytvořen rozdělovači úsek (6) pro převáděni kapaliny na alespoň jeden prvek (7) žebrovité struktury, kterýžto úsek (6) se směrem dolů zužuje tím způsobem, že k němu připevněný okraj (8) alespoň jednoho prvku (7) žebrovité struktury je šikmý, ů „
4. 4, Zařízeni podle bodu 2 a 3, vyznačené tím, že žebra alespoň jednoho prvku (7) žebrovité struktury vedoucí kapalinu směřuji od nátokové destičky šikmo dolů.

   236 436
5. 5. Zařízení podle bodů 1 až 4, vyznačené tim, že nátokové destičky (5) jsou seřazeny do nejméně jedné řady.
6. 6. Zařízeni podle bodu 5, vyznačené tim, že řada nátokových destiček (5) je rovná nebo je uspořádána v kružnici.
7. 7. Zařízeni podle bodů i až vyznačeně tim, že nátokové destičky (5) jsou tak rozmístěny, že se jejich horní šikmé části vzájemně překrývají.
8. 8. Zařízení podle bodů 1 až 7, vyznačené tim, že prvky (7,11) žebrovité struktury, připevněné na nátokových destičkách, jsou vyrobeny z drátěného pletiva,
9. 9. Zařízeni podle bodů 1 až 7, vyznačené tím, že prvky (11) žebrovité struktury jsou vyrobeny z tahokovu.
10. 10. Zařízeni podle bodu 9, vyznačené tím, že směr delší úhlopříčky okénka tahokovu je šikmý.
11. 11. Zařízeni podle bodu 10, vyznačené tím, že úhel, který svírá delší úhlopříčka okénka tahokovu se svislým směrem je s výhodou větší než 10 stupňů.

    3 výkresů