Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do przeprowadzania procesów wymiany mas w postaci aparatu kolumnowego.W znanych urzadzeniach kolumnowych do przeprowadzania procesów wymiany mas, tworzenie sie swiezej miedzyfazowej powierzchni odbywa sie albo przez przeplyw do dolu cieczy wzdluz stalych powierzchni (ko¬ lumny z wypelnieniem, wezownicowe aparaty do wymiany mas) albo przez tworzenie sie ruchomej piany i pe¬ cherzyków przy wydatku energii fazy gazowej (kolumny z glowicami) lub przez rozpylanie cieczy przy wydatku energii fazy gazowej (aparaty o przeplywie wirowym i wypelnienie typu Spray back) lub przez rozpylenie cieczy wydostajacej sie ze specjalnych dysz (puste skraplajace pluczki wiezowe).Znane sa urzadzenia do przeprowadzania wymiany masy, z wypelnieniami. I tak, np. jako wypelniennie stosuje sie t.zw. glowice Kittel'a (wedlug patentu RFN nr 1625653).Sa to uksztaltowane wycinki cienkich blach ciagnionych, umieszczone we wspólnej warstwie w taki sposób, ze zapewniaja one mozliwosc wirowego przeplywu fazy cieklej wzdluz przekroju poprzecznego urzadzenia pod dzialaniem przeplywu gazu. Glowice uszczelnione sa przy sciance kolumny i posiadaja ewentualnie elementy przelewowe. Wymiana mas w takich urzadzeniach przeprowadzana jest w spienionej warstwie. Opór hydrauliczny aparatu jest znaczny.Podstawowa wada wyzej wymienionego urzadzenia jest jego duzy opór hydrauliczny, który powoduje zwiekszone zuzycie energii przy przeplywie gazu przez aparat (kolumny z glowicami, aparaty o przeplywie wirowym i wypelnienie typu Sprayback), niska wydajnosc aparatu (wezownicowe aparaty do wymiany inas, puste skrapiajace pluczki wiezowe).Dzialanie wiekszosci wyzej wymienionych urzadzen jest utrudnione przez obecnosc mechanicznych domie¬ szek w fazach gazowej i cieklej.Celem wynalazku jest unikniecie uprzednio wymienionych wad przez intensyfikacje przebiegu procesów wymiany mas, przez regeneracje powierzchni miedzyfazowej przy wydatku energii kinetycznej fazy cieklej przy malym oporze hydraulicznym gazu w aparacie.2 94470 Urzadzenie wedlug wynalazku stanowi kolumnowy aparat, w którym umieszczone sa poziomo, w stalej odleglosci miedzy soba, arkusze z metalu. Arkusze te sa równomiernie perforowane z równymi otworami, uksztaltowanymi w taki sposób, ze tworza one pochyle w odniesieniu do plaszczyzny poziomej otwory, np. o równowaznej srednicy od 5 do 30 mm. Otwory te zapewniaja mozliwosc przeplywu gazu przez wiekszy swobodny odcinek okolo 90%, który posiada mniejszy opór hydrauliczny. Ponadto, pochylenie arkuszy, z których sklada sie wypelnianie, umozliwia przeplyw cieczy w dól pomiedzy arkuszami wypelnienia dla zaan¬ gazowania znacznie wiekszej powierzchni.Powierzchnia miedzyfazowa jest znacznie wieksza od wlasciwej powierzchni wypelnienia, np. wieksza okolo 3 razy, przy odleglosci miedzy arkuszami — 50 mm. Szczególnie korzystne dla tego celu z uwagi na ich wysoka technologiczna wydajnosc sa arkusze z ciagnionej cienkiej blachy metalowej.Odleglosc pomiedzy arkuszami, która dochodzi np. do 10 mm, realizowana jest za pomoca specjalnych przyrzadów dystansowych. i Urzadzenie wedlug niniejszego wynalazku dziala na zasadzie calkowitego przeplywu przeciwpradowego ijego warunki pracy odpowiadaja warunkom kolumny z wypelnieniem.Korzystnie, celem unikniecia przeplywu jednokierunkowego cieczy przez przekrój poprzeczny aparatu, arkusze umieszczone sa albo przeciwlegle tak, ze faza ciekla zmienia ciagle jej kierunek pod katem 180°, albo poprzecznie pod katem miedzy szczelinami do 90°, w którym to przypadku arkusze umieszczone dwupolozenio- wo .przemiennie skierowane sa przeciwlegle do siebie. Przeplyw cieczy na sciance urzadzenia, co wazne jest dla wielu procesów technologicznych, uniemozliwiony moze byc np. za pomoca specjalnych.elementów, np. znanych z bulgarskiego opisu patentowego nr 18018.Urzadzenie wedlug wynalazku nie wymaga ani uszczelnienia arkuszy przy sciance aparatu, ani jego precy¬ zyjnego poziomowania. Wskutek istnienia znacznego swobodnego przekroju, rzedu 90%, arkusze nie sa wrazliwe na tolerancje w ich wytwarzaniu.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia schematycznie urzadzenie wedlug wynalazku, fig. 2 — urzadzenie wedlug fig. 1 z widoku z góry, fig. 3 — wzajemny uklad arkuszy.Ciecz wplywa do górnego konca aparatu 1 przez rurowe polaczenie A za pomoca dystrybutora 2, który równomiernie rozprowadza ciecz na przekroju poprzecznym aparatu, która jest rozdrobniona przez pierwsza pozioma warstwe wypelnienia 3. Uzyskane krople i strugi cieczy oddzialywuja na siebie wzajemnie z faza gazo¬ wa, która dostarczanajest w przeplywie przeciwpradowym od dolnego konca aparatu poprzez rurowe polaczenie C i w ten sposób nastepuje intensywny proces wymiany mas. Gdy ciecz splywa w dól od kazdego zdolnych arkuszy, opisany powyzej proces powtarza sie. Ciecz odplywa z aparatu przez rurowe polaczenie B, a gaz — przez rurowe polaczenie D. Na fig. 2 przedstawiono widok z góry poziomego wypelnienia arkuszowego we¬ dlug wynalazku, na którym widoczny jest ksztalt poziomego arkusza z ciagnionej cienkiej blachy (oznaczonej odnosnikiem cyfrowym 4).Fig. 3 przedstawia wzajemny uklad arkuszy, gdzie pokazano sposób przeciwleglego rozmieszczenia arkuszy w odniesieniu do kierunku ichszczelin. ' * • Arkusze stosowane w urzadzeniu wedlug wynalazku w porównaniu z nieuporzadkowanym wypelnieniem, zapewniaja kilkakrotnie mniejszy opór hydrauliczny. Jego powierzchnia rzeczywista, przy równej powierzchni wlasciwej, kilkakrotnie przekracza powierzchnie rzeczywista wypelnienia nieuporzadkowanego, podczas gdy dopuszczalne predkosci przeplywu gazu sa znacznie wieksze. Ich koszt robocizny i materialów jest takze nizszy.W porównaniu z kolumnami z uporzadkowanym wypelnieniem zapewnia ono mniejsza wysokosc zespolu prze¬ noszacego, stad wiec i mniejsza wysokosc aparatu. Latwe jest w montazu i zapewnia dobra redystrybucje gazu i cieczy przez przekrój poprzeczny aparatu i w tym celu nie sa wymagane specjalne urzadzenia zraszajace. W po¬ równaniu z suchymi skraplajacymi pluczkami wiezowymi urzadzenie wedlug wynalazku zapewnia kilkakrot¬ nie wieksza wydajnosc procesu.Porównujac urzadzenie wedlug wynalazku z kolumnami z glowicami, nie wymagane jest uszczelnienie arkuszy w kierunku scianek aparatu ani tez precyzyjnego poziomowania. Wypelnienie arkuszami dziala normal¬ nie w szerszym zakresie hydrodynamicznym oraz posiada kilkakrotnie mniejszy opór hydrauliczny nawet od najlepszych konstrukcji kolumn z glowicami. Wskutek tego znacznie wiekszego swobodnego przekroju poprzecz¬ nego (rzedu 90%) nie jest ono wrazliwe na luzy w jego wykonaniu. W szeregu praktycznych waznych ukladach przetwarzania, zapewnia ono bardziej intensywny przebieg procesu.Przyklad I. W procesie oczyszczania gazu technologicznego, zawierajacego 7% dwutlenku wegla i 8 g/Nm3 siarkowodoru za pomoca 15% roztworu wodnego monoetanoloaminy i zawartosci 1 kg/m3 nieregene- rowanego dwutlenku wegla oraz 0,8 kg/m3 siarkowodoru. Oczyszczanie gazu osiagnieto do poziomu koncowej94470 3 koncentracji 50 mg/Nm3 siarkowodoru i 4% dwutlenku wegla. Proces przeprowadzono pod cisnieniem atmosfe¬ rycznym w temperaturze 40°C i przy predkosci przeplywu gazu — 3 m/sek oraz stosunku gazu do cieczy - 500 Nm3/m3.Opisany proces przeprowadzono w kolumnie o nastepujacych wymiarach: srednica 1,4 m, wysokosc wy¬ pelnienia 7 m, odleglosc miedzy arkuszami 50 mm, równowazna srednica otworów w arkuszach 11 mm.Kolumna zastepowala kolumne z glowicami typu dzwonkowego o pieciokrotnie wiekszym przekroju poprzecznym podczas gdy niezaleznie od tego opór hydrauliczny aparatu zmniejszyl sie 8 razy i stopien absorbcji ulegl poprawie.Przyklad II. W dekarbonizacji wody przeznaczonej dla kotlów parowych, za pomoca powietrza od¬ dzielano dwutlenek wegla o poczatkowej koncentracji 40 g/m3. Koncowa koncentracja dwutlenku wegla po obróbce wynosila okolo 3 g/m3. Proces prowadzony byl pod cisnieniem atmosferycznym w temperaturze 25°C, przy predkosci przeplywu gazu 0,2 m/sek oraz stosunku cieczy do gazu — 5 m3/m3.Opisany proces przeprowadzono w kolumnie o nastepujacych wymiarach: srednicy 500 mm, odleglosc miedzy arkuszami 15 mm, równowazna srednica otworów w arkuszach 17 mm, swobodny przekrój poprzeczny arkusza 90%.Kolumna zastepowala kolumne z wypelnieniem z pierscieni ceramicznych „Raschig'a" o wymiarach x 25 x 3 mm zwiekszajac obciazenie wlasciwe 3 razy i zmniejszajac koncentracje dwutlenku wegla w obrabia¬ nej wodzie z 5 do 3 g/m3. Ilosc metalu potrzebna do konstrukcji aparatu zostala znacznie zmniejszona nawet biorac pod uwage, ze samo wypelnienie wykonane jest z metalu. Calkowity ciezar aparatu ulegl zmniejszeniu okolo 3 razy a zuzycie powietrza okolo 2,5 raza.Przyklad III. W produkcji kwasu siarkowego z gazu technicznego absorbowano trójtlenek siarki o koncentracji 7% objetosciowych. Wydajnosc aparatu wynosila 200000 Nm3/h gazu, ilosc odprowadzanego skraplajacego gazu 120 m3/h, temperatura wejsciowa gazu 100°C, temperatura kwasu 45°C.Opisany proces przeprowadzono przy stopniu absorbcji 99,9% w kolumnie o nastepujacych wymiarach: srednica 2250 mm, wysokosc wypelnienia 6m, odleglosc miedzy arkuszami 100 mm, swobodny przekrój po¬ przeczny arkusza 90%, równowazna srednica otworów w arkuszu 6,5 mm.Kolumna ta zastepowala kolumne z wypelnieniem z ceramicznych pierscieni Raschig'a o wymiarach 50 X 50 X 5 mm o 2,6 razy wiekszej pojemnosci i 34 razy wiekszym ciezarze wypelnienia. PL