RU2033235C1 - Separation device for mass-exchange apparatus - Google Patents

Separation device for mass-exchange apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2033235C1
RU2033235C1 SU5068157A RU2033235C1 RU 2033235 C1 RU2033235 C1 RU 2033235C1 SU 5068157 A SU5068157 A SU 5068157A RU 2033235 C1 RU2033235 C1 RU 2033235C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
height
shell
shells
separation
row
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Шейнман
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная компания "Кедр-89"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная компания "Кедр-89" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная компания "Кедр-89"
Priority to SU5068157 priority Critical patent/RU2033235C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2033235C1 publication Critical patent/RU2033235C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: rectification. SUBSTANCE: separation device includes a plate cloth and overflow branch pipes positioned on the cloth and separation members constructed as cylindrical shells provided with blade swirlers mounted at the inlet of phase to be separated. The shells are composed and made up as outer and inner shells arranged coaxially and with a spaced relation with respect to each other. The outer shell is secured to the inner one with a spaced relation to the plate cloth. The inner diameter of the ring space between the shells is 0.7-0.95 of the outer one. Depending on the method of circulation of phases to be separated, blade swirler can be positioned on the inner shell at its bottom part. In addition, outer shell can be provided with at least two rows of pinches with bents arranged at different levels. The direction of bents of one of the row is opposite to the direction of bent of the other one. The bottom rows of the pinches are arranged at the level of outlet section of the inner shell at the height no more than 1/3 of the height of the separation members. The top row is arranged at the height of 2/3 of the height of mentioned separation members. In addition, the bottom row of the pinches can be made with flanging of their edges. EFFECT: improved design. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к химической, нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может быть использовано при осуществлении процессов ректификации, абсорбции и очистки газов в соответствующих тепломассообменных аппаратах. The invention relates to chemical, oil refining and other industries and can be used in the process of rectification, absorption and purification of gases in the corresponding heat and mass transfer apparatus.

Известны разнообразные конструкции контактных устройств, в которых для разделения фаз применяются завихрители двухфазного потока жидкости, что обусловли- вает разделение фаз под действием центробежных сил [1] Это конструктивное решение значительно улучшает процесс сепарации фаз после их взаимодействия, однако не обеспечена эффективная эвакуация отсепарированной жидкости, что приводит к ее вторичному уносу, особенно при больших нагрузках по газу. A variety of contact device designs are known in which two-phase fluid flow swirls are used for phase separation, which causes phase separation under the action of centrifugal forces [1] This constructive solution significantly improves the phase separation process after their interaction, however, an efficient evacuation of the separated liquid is not provided. which leads to its secondary ablation, especially at high gas loads.

Известно также контактное устройство для массообменных аппаратов, содержащее завихритель и работающее по принципу центробежной сепарации фаз [2] Это устройство предназначено для работы в условиях больших расходов по газу, однако за счет скоростного напора по высоте сепарационных элементов возникают перепады давления, что препятствует нормальному перетоку жидкости и приводит в конечном итоге к срыву жидкости с отбойника и ее межтарельчатому уносу. Это снижает максимально допустимую скорость газа в устройстве и отрицательно сказывается на производительности и эффективности массообмена. It is also known contact device for mass transfer apparatus, containing a swirl and working on the principle of centrifugal separation of phases [2] This device is designed to work in conditions of high gas consumption, however, due to the high-speed pressure on the height of the separation elements, pressure drops occur, which prevents the normal flow of liquid and ultimately leads to a breakdown of the liquid from the chipper and its interreturnal entrainment. This reduces the maximum allowable gas velocity in the device and adversely affects the productivity and efficiency of mass transfer.

Известно сепарационное устройство, включающее полотно с переливными патрубками, коаксиально-расположенные цилиндрические обечайки, установленные с зазором относительно одна другой, лопаточный завихритель, установленный на входе фаз [3]
Однако известное устройство обладает увеличенным гидравлическим сопротивлением.A separation device is known, including a web with overflow pipes, coaxially arranged cylindrical shells installed with a gap relative to one another, a blade swirler installed at the input of the phases [3]
However, the known device has an increased hydraulic resistance.

Недостатком прототипа является увеличение гидравлического сопротивления контактного устройства. The disadvantage of the prototype is to increase the hydraulic resistance of the contact device.

Изобретение направлено на решение задачи по повышению эффективности и производительности сепарации фаз. The invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency and productivity of phase separation.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что сепарационное устройство для массообменных аппаратов, включающее полотно тарелки и расположенные на полотне переливные патрубки и сепарационные элементы в виде цилиндрических обечаек с установленными на них на входе разделяемых фаз лопаточными завихрителями, обечайки выполнены составными, в виде коаксиально расположенных с концевым зазором относительно друг друга наружной и внутренней обечаек, при этом наружная обечайка закреплена на внутренней с зазором относительно полотна тарелки, а внутренний диаметр концевого зазора между обечайками составляет 0,7 0,95 от наружного. Лопаточный завихритель может быть установлен на внутренней обечайке в ее нижней части. В этом варианте, кроме того, наружная обечайка может быть снабжена не менее чем двумя, расположенными на разных уровнях группами рядов просечек с отгибами, направление которых в одной группе противоположно направлению отгибов в другой группе, при этом нижние ряды просечек расположены на уровне среза внутренней обечайки на высоте не более 1/3 высоты сепарационных элементов, а верхний ряд расположен на высоте, составляющей не более 2/3 высоты упомянутых сепарационных устройств, причем нижние ряды просечек выполнены с отбортовкой их кромок. The solution to this problem is provided by the fact that the separation device for mass transfer apparatus, including the plate of the plate and the overflow nozzles and separation elements in the form of cylindrical shells with blade swirls installed on them at the input of the separated phases, the shells are made integral, in the form of coaxially located with the end the gap relative to each other of the outer and inner shells, while the outer shell is fixed to the inner with a gap relative to the canvas tar Christmas trees, and the inner diameter of the end gap between the shells is 0.7 to 0.95 from the outside. The blade swirl can be mounted on the inner shell in its lower part. In this embodiment, in addition, the outer shell can be equipped with at least two, located at different levels, groups of rows of grooves with bends, the direction of which in one group is opposite to the direction of the bends in another group, while the lower rows of grooves are located at the level of the cut of the inner shell at a height of not more than 1/3 of the height of the separation elements, and the upper row is located at a height of no more than 2/3 of the height of the said separation devices, and the lower rows of cuts are made with flanging their edges.

Техническим результатом от использования заявленного изобретения является повышение эффективности и производительности сепарации фаз при существенном снижении гидравлического сопротив- ления контактного устройства, а также расширение диапазона возможного применения. The technical result from the use of the claimed invention is to increase the efficiency and productivity of phase separation while significantly reducing the hydraulic resistance of the contact device, as well as expanding the range of possible applications.

На фиг. 1 показана схема монтажа устройств в аппарате, вид сбоку (продольный разрез); на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 схематично изображен продольный разрез контактного устройства; на фиг.4 то же (вариант выполнения) расположение завихрителя в нижней части обечайки; на фиг.5 узел I на фиг.4; на фиг.6 сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.7 сечение B-B на фиг.4. In FIG. 1 shows a diagram of the installation of devices in the apparatus, side view (longitudinal section); figure 2 is a view along arrow A in figure 1; figure 3 schematically shows a longitudinal section of a contact device; figure 4 the same (embodiment) the location of the swirl in the lower part of the shell; in Fig.5 node I in Fig.4; Fig.6 section BB in Fig.4; Fig.7 section B-B in Fig.4.

Заявленное устройство, расположенное в аппарате 1, содержит основание 2, с внутренней обечайкой 3 и коаксиально установленную на нем наружную обечайку 4, закрепленную на нем посредством, например, винтов 5. Между внутренней 3 и наружной обечайками 4 образован радиальный кольцевой зазор, ширина которого δ (см.фиг.3). Между полотном основания 2 и обечайкой 4 образована кольцевая щель с высотой а. В верхней части обечайки установлен лопаточный завихритель 6. The claimed device, located in the apparatus 1, contains a base 2, with an inner shell 3 and an outer shell 4 coaxially mounted on it, secured to it by, for example, screws 5. A radial annular gap is formed between the inner 3 and outer shells 4, the width of which δ (see figure 3). An annular gap with a height of a is formed between the base sheet 2 and the shell 4. A scapular swirler 6 is installed in the upper part of the shell.

В варианте выполнения (см.фиг.4) обечайка в верхней части снабжена кольцевым отбойником 7 и рядом вертикальных щелей 8, выполненных в виде недорезов с отогнутыми внутрь и навстречу наклону лопаток завихрителя 6 пластинами 9. В нижней части обечайки выполнены аналогичные прорези, но наклон их пластин 10 направлен вдоль наклона лопаток завихрителя. Кроме того, кромки нижних щелей в верхней части выполнены с отбортовкой (см.фиг.5). In the embodiment (see Fig. 4), the shell in the upper part is equipped with an annular chipper 7 and a number of vertical slots 8 made in the form of undercut with plates 9 bent inward and towards the inclination of the blades of the swirler 6. Similar cuts are made in the lower part of the shell, but the inclination their plates 10 are directed along the inclination of the blades of the swirler. In addition, the edges of the lower slots in the upper part are flanged (see figure 5).

В этом варианте завихритель 6 расположен на входе во внутреннюю обечайку 3, при этом нижний ряд щелей 8 расположен на уровне среза обечайки 3, а их окончание расположено от основания не более чем на 1/3 высоты сепарационных элементов, соответственно концы верхнего ряда щелей расположены на высоте не более чем 2/3 высоты сепарационных элементов. In this embodiment, the swirler 6 is located at the entrance to the inner shell 3, while the lower row of slots 8 is located at the cutoff of the shell 3, and their end is located from the base no more than 1/3 of the height of the separation elements, respectively, the ends of the upper row of slots are located on a height of not more than 2/3 of the height of the separation elements.

Работа сепарационного устройства осуществляется следующим образом. The separation device is as follows.

При прямоточной схемы работы аппарата газожидкостная смесь подается сверху через узел ввода, при этом нисходящий парогазовый поток, пройдя через завихритель 6, закручивается и поступает в полость обечайки 4. Под действием центробежных сил капли жидкости отбрасываются на стенки обечайки 4, образуя пленку, жидкость стекает по стенке обечайки на полотно тарелки через кольцевую щель между наружной и внутренней обечайками 4 и 3, которые вместе с переливным патрубком (на черт. условно не показан) образуют гидрозатвор. Благодаря тому, что нижний срез наружной обечайки 4 находится ниже уровня жидкости на основании тарелки, исключается прорыв газов через кольцевую щель и исключается вторичный унос отсепарированной жидкости. Соотношение диаметров внутренней 3 и наружной 4 обечаек d 0,7 0,95D, где d диаметр внутренней обечайки 3, а D диаметр наружной обечайки, установлено опытным путем и обеспечивает оптимальные условия сепарации. In the direct-flow operation scheme of the apparatus, the gas-liquid mixture is fed from above through the input unit, while the downward vapor-gas flow, passing through the swirl 6, is twisted and enters the cavity of the shell 4. Under the action of centrifugal forces, liquid droplets are thrown onto the walls of the shell 4, forming a film, the liquid flows down the wall of the shell on the plate cloth through the annular gap between the outer and inner shells 4 and 3, which together with the overflow pipe (not shown conditionally in the drawing) form a water seal. Due to the fact that the lower cut of the outer shell 4 is below the liquid level on the base of the plate, gas breakthrough through the annular gap is excluded and secondary entrainment of the separated liquid is excluded. The ratio of the diameters of the inner 3 and outer 4 shells is d 0.7 0.95D, where d is the diameter of the inner shell 3, and D is the diameter of the outer shell, it has been experimentally established and provides optimal separation conditions.

При противоточной схеме аппарата газожидкостная смесь подается снизу вверх (см.фиг.4), при этом пройдя завихритель 6, закрученный поток поступает в обечайку 4, где под действием центробежных сил капли жидкости отбрасываются на стенки обечайки 4. In the counter-current circuit of the apparatus, the gas-liquid mixture is supplied from the bottom up (see Fig. 4), while passing through the swirler 6, the swirling flow enters the shell 4, where under the action of centrifugal forces, droplets of liquid are thrown onto the walls of the shell 4.

При этом в зависимости от конкретных условий работы (скорости парогазового потока, количества в нем жидкости и т.д) возможны различные режимы работы. In this case, depending on the specific operating conditions (speed of the vapor-gas stream, the amount of liquid in it, etc.), various operating modes are possible.

Например, при сравнительно высоких скоростях движения парогазовой струи и высоком содержании в ней жидкости часть выделившейся на стенке обечайки 4 жидкости под действием силы тяжести начнет стекать по стенке и через кольцевую щель между наружной 4 и внутренней 3 обечайками поступает на полотно тарелки. Другая часть жидкости, под действием потока газа движется по стенке обечайки и эвакуируется через верхние щели 8 и кольцевую щель отбойника 7. Откуда по наружной поверхности обечайки 4 эвакуируется на основание тарелки 2, при этом за счет того, что кромки нижнего ряда щелей 8 снабжены в верхней части отбортовками 11, исключается переток жидкости в направлении с наружной на внутреннюю поверхность обечайки 4. For example, at relatively high speeds of the steam-gas jet and a high liquid content in it, part of the liquid released on the wall of the shell 4 under the action of gravity will begin to flow down the wall and through the annular gap between the outer 4 and 3 inner shells enters the plate. Another part of the liquid, under the action of a gas flow, moves along the wall of the shell and is evacuated through the upper slots 8 and the annular slot of the bump 7. From where on the outer surface of the shell 4 is evacuated to the base of the plate 2, while the edges of the lower row of slots 8 are provided with the upper part of the flanges 11, eliminates the flow of fluid in the direction from the outer to the inner surface of the shell 4.

Быстрый вывод жидкости из зоны сепарации в нерабочую зону существенно улучшает работу сепарационного устройства и снижает унос жидкости. Наличие не менее чем двух рядов щелей, расположенных на разных уровнях по высоте обечайки, позволяет исключить перепады давлений по высоте сепарационного устройства, при этом расположение нижнего ряда щелей на уровне среза внутренней обечайки 3 позволяет максимально использовать эффект эжекции, а направление отгибов 9 и 10 в противоположные стороны быструю эвакуацию жидкости (отгибы 9) и вторичную сепарацию эжектированной парогазовой смеси (отгибы 10), при этом приведенное соотношение размещения верхнего и нижнего рядов просечек, составляющее соответственно 2/3 и 1/3 Н, где Н высота контактного устройства, является оптимальным с точки зрения скорости эвакуации отсепарированной жидкости. За границами указанного интервала наблюдается существенный вторичный унос жидкости. The quick withdrawal of liquid from the separation zone to the inoperative zone significantly improves the operation of the separation device and reduces fluid entrainment. The presence of at least two rows of slots located at different levels along the height of the shell allows eliminating pressure differences along the height of the separation device, while the location of the lower row of slots at the cut level of the inner shell 3 allows maximum use of the ejection effect, and the direction of the bends is 9 and 10 opposite sides, rapid evacuation of the liquid (bends 9) and the secondary separation of the ejected vapor-gas mixture (bends 10), while the ratio of the placement of the upper and lower rows of cuts is corresponding to 2/3 and 1/3 N, where H is the height of the contact device, is optimal in terms of the speed of evacuation of the separated liquid. Beyond the boundaries of the specified interval, a significant secondary ablation of the liquid is observed.

Использование изобретения особенно эффективно для массообменных аппаратов, предназначенных для повышенных расходов парогазовых смесей. The use of the invention is especially effective for mass transfer apparatuses designed for increased costs of gas-vapor mixtures.

Claims (5)

1. СЕПАРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, включающее полотно тарелки, расположенные на полотне переливные патрубки и сепарационные элементы, выполненные в виде коаксиально расположенных с кольцевым зазором одной относительно другой обечаек, наружная из которых расположена с зазором относительно полотна тарелки, лопаточный завихритель, установленный на одной из обечаек на входе разделяемых фаз, отличающееся тем, что наружная обечайка закреплена на внутренней, и наружный диаметр внутренней обечайки составляет 0,7 0,95 внутреннего диаметра наружной обечайки. 1. SEPARATION DEVICE FOR MASS EXCHANGE APPARATUS, including plate plates, overflow nozzles located on the sheet and separation elements made in the form of shells coaxially arranged with an annular gap of one relative to the other, the outer of which is located with a gap relative to the plate canvas, a blade swirl mounted on one from the shells at the input of the separated phases, characterized in that the outer shell is fixed to the inner, and the outer diameter of the inner shell is 0.7 0.95 inside ennego outer diameter of the sleeve. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопаточный завихритель расположен во внутренней обечайке в ее нижней части. 2. The device according to claim 1, characterized in that the scapular swirler is located in the inner shell in its lower part. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что наружная обечайка снабжена не менее чем двумя расположенными на разных уровнях группами рядов просечек с отгибами, направление которых в одной группе противоположно направлению отгибов в другой группе, при этом нижние ряды просечек расположены на уровне среза внутренней обечайки на высоте не более 1/3 высоты сепарационных элементов, а верхний ряд просечек расположен на высоте, составляющей не более 2/3 высоты сепарационных устройств. 3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the outer shell is provided with at least two groups of rows of notches with bends located at different levels, the direction of which in one group is opposite to the direction of the bends in another group, while the lower rows of notches are located on the cutoff level of the inner shell at a height of not more than 1/3 of the height of the separation elements, and the upper row of cuts is located at a height of no more than 2/3 of the height of the separation devices. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что нижний ряд просечек выполнен с отбортовкой их кромок. 4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that the lower row of notches is made with flanging their edges. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопаточный завихритель расположен в наружной обечайке, в ее верхней части. 5. The device according to claim 1, characterized in that the scapular swirler is located in the outer shell, in its upper part.
SU5068157 1992-10-13 1992-10-13 Separation device for mass-exchange apparatus RU2033235C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5068157 RU2033235C1 (en) 1992-10-13 1992-10-13 Separation device for mass-exchange apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5068157 RU2033235C1 (en) 1992-10-13 1992-10-13 Separation device for mass-exchange apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2033235C1 true RU2033235C1 (en) 1995-04-20

Family

ID=21616020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5068157 RU2033235C1 (en) 1992-10-13 1992-10-13 Separation device for mass-exchange apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2033235C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8214958B2 (en) 2005-03-09 2012-07-10 The Procter & Gamble Company Sensor responsive electric toothbrushes and methods of use

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 850101, кл. B 01D 3/26, 1981. *
2. Авторское свидетельство СССР N 572272, кл. B 01D 3/22, 1977. *
3. Авторское свидетельство СССР N 1416158, кл. B 01D 45/12, 1988. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8214958B2 (en) 2005-03-09 2012-07-10 The Procter & Gamble Company Sensor responsive electric toothbrushes and methods of use

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4838906A (en) Contact-and-separating element
US3233879A (en) Fixed centrifugal gas and liquid contacting device
US5106544A (en) Method of and apparatus for vapor distribution
US6227524B1 (en) High speed mass transfer tray
KR910004124B1 (en) Apparatus for gas/liquid seperation
RU2033235C1 (en) Separation device for mass-exchange apparatus
CA2035183C (en) Vapor horn
TW202410950A (en) Separator
US6221133B1 (en) Fluid separation packing
RU2797870C1 (en) Vortex type contact device
JP2001029743A (en) Method and apparatus for treating dioxin-containing gas
RU2791822C1 (en) Vortex contact device
RU2780517C1 (en) Contact device for heat and mass exchanger
RU2152240C1 (en) Contact plate for vortex mass-transfer heat-exchange apparatuses
SU829124A1 (en) Heat-mass exchange apparatus
RU200779U1 (en) Distribution tray for heat and mass exchangers
RU107961U1 (en) VORTEX STEP FOR CONTACT GAS COOLING
SU827124A1 (en) Centrifugal separator
RU17005U1 (en) HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICE
RU2045333C1 (en) Nozzle for mass-transfer apparatuses
SU1681910A1 (en) Separation of aerosols
RU2380143C2 (en) Vortex spray absorber
RU2195614C2 (en) Heat mass exchange apparatus and its operation method
SU967499A1 (en) Mass exchange plate
SU1274706A1 (en) Heat-mass exchange apparatus