RU2036683C1 - Mass exchanging column of low hydraulic resistance for high specific loads of liquids - Google Patents
Mass exchanging column of low hydraulic resistance for high specific loads of liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2036683C1 RU2036683C1 RU92012645A RU92012645A RU2036683C1 RU 2036683 C1 RU2036683 C1 RU 2036683C1 RU 92012645 A RU92012645 A RU 92012645A RU 92012645 A RU92012645 A RU 92012645A RU 2036683 C1 RU2036683 C1 RU 2036683C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gratings
- steps
- column
- grates
- grating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям массообменных колонн насадочного типа для систем газ (пар)-жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации, промывки газов, и может найти применение в химической, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности. The invention relates to designs of packed-type mass transfer columns for gas (steam) -liquid systems intended for processes of absorption, rectification, gas flushing, and can find application in chemical, petrochemical, gas and other industries.
Известна массообменная колонна, включающая вертикальный цилиндрический корпус, поддерживающие распределительные решетки, слой насадки на каждой распределительной решетке, устройство для перераспределения жидкости под промежуточными решетками [1] Недостатком известной массообменной колонны является недостаточно высокая эффективность массообмена из-за неравномерности распределения жидкости по поперечному сечению слоя насадки в колонне в зависимости от диаметра колонны и особенно в колоннах больших диаметров при высоких удельных нагрузках по жидкости газу (пару). A mass transfer column is known, including a vertical cylindrical body, supporting distribution grilles, a nozzle layer on each distribution grill, a device for redistributing liquid under intermediate grilles [1] A disadvantage of the known mass transfer column is the insufficient mass transfer efficiency due to uneven distribution of liquid over the cross section of the nozzle layer in a column depending on the diameter of the column and especially in columns of large diameters at high specific n liquid-loaded gas (steam).
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является массообменная колонна, включающая вертикальный аппарат круглого сечения, внутри которого поярусно установлены перфорированные решетки, на которых расположена слоями насадка от загрязнения вредными веществами химических предприятий [2] Недостатками известной массообменной колонны при взаимодействии газа (пара) с большими объемами жидкости являются неравномерное распределение жидкости по поперечному сечению колонны на различной высоте слоя насадки над распределительной решеткой и проваливание жидкости по всему сечению решетки, в результате чего эффективность массобмена слоя насадки на решетке равна локальной эффективности массообмена, что, как известно, является минимально возможной эффективностью массообмена. Кроме того, при нагрузках по газу (пару) и жидкости, близких к режиму эмульгирования (захлебывания), в колоннах больших диаметров и при больших высотах сплошного слоя насадки наряду с неравномерностью поперечного распределения газа (пара) и жидкости по сечению колонны возникает продольное перемешивание газа (пара) и особенно жидкости, байпасирование потоков и каналообразование, что кроме отрицательного влияния на эффективность массообмена приводит к резкому возрастанию гидравлического сопротивления потоку газа (пара), что является одним из существенных недостатков известной массообменной колонны. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a mass transfer column, including a vertical circular apparatus, inside which perforated gratings are belly mounted, on which the nozzle is located in layers from pollution by harmful substances of chemical enterprises [2] Disadvantages of the known mass transfer column during gas (vapor) interaction ) with large volumes of liquid are the uneven distribution of liquid over the cross section of the column at different heights of the layer n shrinkage over the distribution grid and liquid sinking over the entire cross-section of the grating, as a result of which the mass transfer efficiency of the nozzle layer on the grate is equal to the local mass transfer efficiency, which, as is known, is the minimum possible mass transfer efficiency. In addition, at gas (vapor) and liquid loads close to the emulsification (flooding) regime, in columns of large diameters and at high heights of the continuous layer of the packing, along with uneven transverse distribution of gas (vapor) and liquid along the column section, longitudinal mixing of gas occurs (steam) and especially liquids, bypassing flows and channel formation, which, in addition to negatively affecting the efficiency of mass transfer, leads to a sharp increase in hydraulic resistance to gas flow (steam), which is one from significant drawbacks known exchange column.
Цель изобретения повышение эффективности массообмена, повышение производительности по газу (пару) с одновременным уменьшением гидравлического сопротивления потоку газа (пара) при высоких удельных нагрузках по жидкости порядка 100 м3/м2ч и выше.The purpose of the invention is to increase the efficiency of mass transfer, to increase productivity in gas (steam) while reducing hydraulic resistance to the flow of gas (steam) at high specific liquid loads of about 100 m 3 / m 2 h and above.
Достигается это тем, что в массообменной колонне, включающей вертикальный цилиндрический корпус с поярусно расположенными перфорированными решетками по высоте колонны и слоями насадки на решетках, решетки выполнены в виде наклонных ступеней поочередно в диаметрально противоположных направлениях в смежных по высоте решетках, смежные ступени решеток в плане перекрывают друг друга, задание и боковые кромки ступеней по направлению уклона решетки имеют отбортовки вверх для задержки жидкости, каждая ступень решетки выполнена с наклоном под острым углом к горизонтали в сторону наклона решетки, в ступенях выполнены арочные прорези выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону уклона ступенчатой решетки, несколько самых нижних ступеней выполнены в виде рамок, на которые натянута сетка с элементами ячеек меньше линейных размеров насадки, на наклонные ступенчатые решетки и сетки в нижней части наклонной решетки вертикально установлены с плотной укладкой элементы одинаковой высоты винтовой насадки из полимерных материалов, например винтовая насадка, изготовленная из полимерных материалов методом экструзии, перфорированные ступенчатые решетки установлены на распорные эллиптические разрезные кольца, к концу которых прикреплены упорные пластины, к одной из которых прикреплен упорный винт, проходящий свободно в отверстие другой пластины, по обе стороны которой на упорный винт навинчены гайки так, что гайка между упорными пластинами навинчена до упора в пластину, и распорное эллиптическое кольцо плотно прижато к внутренним стенкам колонны, ось упорного винта распорного эллиптического кольца смещена внутрь окружности распорного кольца и вниз относительно плоскости распорного кольца. This is achieved by the fact that in the mass transfer column, including a vertical cylindrical body with belt-shaped perforated gratings along the height of the column and nozzle layers on the gratings, the gratings are made in the form of inclined steps alternately in diametrically opposite directions in the gratings adjacent in height, the adjacent steps of the gratings overlap in plan each other, the task and the side edges of the steps in the direction of the slope of the lattice have flanges up for fluid retention, each stage of the lattice is made with a slope of q with an acute angle to the horizontal towards the tilting of the grating, in the steps there are arched slots convex upward with axes directed towards the slope of the step grating, several of the lowest steps are made in the form of frames on which a grid is stretched with cell elements smaller than the linear dimensions of the nozzle, on inclined stepped gratings and grids in the lower part of the inclined grating are vertically installed with tightly stacked elements of the same height of a screw nozzle made of polymer materials, for example a screw nozzle made of plastic polymer materials by extrusion, perforated step gratings are mounted on spacer elliptical split rings, to the end of which thrust plates are attached, to one of which a thrust screw is attached, passing freely into the hole of the other plate, on both sides of which nuts are screwed onto the thrust screw so that the nut between the thrust plates is screwed completely into the plate, and the spacer elliptical ring is tightly pressed against the inner walls of the column, the axis of the thrust screw of the spacer elliptical ring is displaced in utr circumferential spacer ring and down relative to the plane of the spacer ring.
На фиг. 1 схематически представлен продольный разрез массообменной колонны; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез по В-В на фиг. 2; на фиг. 5 разрез по Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 разрез по Д-Д на фиг. 5; на фиг. 7 разрез по Е-Е на фиг. 5. In FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a mass transfer column; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 a section along BB in FIG. 2; in FIG. 4 a section along BB in FIG. 2; in FIG. 5 is a section along G-D in FIG. 1; in FIG. 6 is a section along DD in FIG. 5; in FIG. 7 is a section along EE in FIG. 5.
Массообменная колонна с низким гидравлическим сопротивлением для больших удельных нагрузок по жидкости содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с поярусно расположенными перфорированными решетками 2 по высоте колонны, выполненными в виде наклонных ступеней 3 поочередно в диаметрально противоположных направлениях в смежных по высоте решетках 2, смежные ступени 3 решеток 2 в плане перекрывают друг друга, задние и боковые кромки ступеней 3 по направлению уклона решетки 2 имеют отбортовки 4 вверх для задержки жидкости, каждая ступень 3 решетки 2 выполнена с наклоном под острым углом к горизонтали в сторону наклона решетки 2, в ступенях 3 выполнены арочные прорези 5 выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону уклона ступенчатой решетки 2, на наклонные ступенчатые решетки 2 вертикально установлены с плотной укладкой элементы одинаковой высоты винтовой насадки 6 из полимерных материалов, несколько самых нижних ступеней выполнены в виде рамок, на которые натянута сетка 7 с размерами ячеек меньше линейных размеров насадки 6, решетки 2 опираются на распорные эллиптические разрезные кольца 8, к концам которых прикреплены упорные пластины 9 и 10, к одной 9 из которых прикреплен упорный винт 11, проходящий свободно в отверстие другой пластины 10, по обе стороны которой на упорный винт 11 навинчены гайки 12 и 13 так, что гайка 12 между упорными пластинами навинчена до упора в пластину 10, и распорное эллиптическое кольцо 8 плотно прижато к внутренним стенкам колонны 1, в результате чего кольцо 7 может принимать нагрузки решетки 2 со слоем винтовой насадки 6. Ось упорного винта 11 распорного эллиптического кольца 8 смещена внутрь окружности этого распорного кольца 8 и вниз относительно него для предупреждения выступления упорных пластин 9 и 10 с упорным винтом 11 в место нахождения ступеней 3 решеток 2. К распорному эллиптическому кольцу 8 прикреплены крепежные шпильки 14 для крепления элементов распределительных решеток 2. The mass transfer column with low hydraulic resistance for large specific fluid loads contains a vertical cylindrical body 1 with tiered perforated gratings 2 along the height of the column, made in the form of inclined steps 3 alternately in diametrically opposite directions in adjacent gratings 2 in height, adjacent steps 3 of gratings 2 in plan overlap, the rear and side edges of steps 3 in the direction of the slope of the grill 2 have flanges 4 up to delay the fluid, each step 3 p crates 2 are made with an inclination at an acute angle to the horizontal towards the tilt of the grating 2, in steps 3 there are arched slots 5 with a convexity upward with axes directed towards the slope of the grating 2, elements of the same height of the screw are vertically mounted with inclined tilting gratings 2 nozzles 6 are made of polymeric materials, several of the lowest steps are made in the form of frames on which a grid 7 is stretched with mesh sizes smaller than the linear dimensions of nozzle 6, the lattices 2 are supported by elliptical spacers split rings 8, to the ends of which thrust plates 9 and 10 are attached, to one 9 of which is attached a thrust screw 11, which extends freely into the hole of the other plate 10, on both sides of which the nuts 12 and 13 are screwed onto the thrust screw 11 so that the nut 12 between the thrust plates is screwed completely into the plate 10, and the spacer elliptical ring 8 is tightly pressed against the inner walls of the column 1, as a result of which the ring 7 can receive the loads of the grating 2 with a layer of screw nozzle 6. The axis of the thrust screw 11 of the spacer elliptical ring 8 is shifted inward the circumference of this spacer ring 8 and downward with respect to it in order to prevent the thrust plates 9 and 10 with the stop screw 11 from protruding into the location of the steps 3 of the grids 2. Fastening pins 14 are attached to the spacer elliptical ring 8 for fastening the elements of the distribution grids 2.
Массообменная колонная с низким гидравлическим сопротивлением для больших нагрузок по жидкости работает следующим образом. Mass transfer column with low hydraulic resistance for high loads on the liquid works as follows.
Газ (пар) поступает в корпус колонны 1 (фиг. 1-7) снизу и движется вверх, проходит через арочные прорези 5 в ступенях 3 и между отдельными ступенями 3 в слой винтовой насадки 6, контактирует при этом с жидкостью и увлекает ее, в результате происходит образование газо(паро)жидкостной эмульсии с высокоразвитой межфазной поверхностью массообмена, при этом происходит перекрестное движение газа (пара) и жидкости, газ (пар) движется вверх практически по модели идеального вытеснения, а жидкость движется в слое насадки 6 на наклонной решетке 2 в диаметральном направлении по модели, близкой к модели идеального вытеснения при полном перемешивании по высоте слоя насадки 6, при высоких скоростях газа (пара), близких к режиму эмульгирования (захлебывания), так как при малых нагрузках по газу (пару) и жидкости, далеких от режима эмульгирования (захлебывания) использование предлагаемой массообменной колонны не имеет практического смысла. В условиях работы жидкость поступает в приподнятую часть решетки 2 со слоем насадки 6 и движется в слое насадки 6 по направлению уклона решетки 2 и стекает в нижней опущенной части решетки 2 через ячейки 7 сеток, натянутых на рамки самых нижних ступеней решеток 2, и между ступенями 3 вниз на слой насадки 6 в возвышенную часть решетки 2 нижерасположенной решетки 2 и т.д. а через прорези 5 и между ступенями 3 в более возвышенных частях решетки 2 проходит вверх газ (пар), а жидкость перемещается через слой насадки 6 по направлению уклона решетки 2, а при этом попадающая жидкость на ступени 3, увлекается газом (паром), выходящим из арочных прорезей 5, а сливу жидкости через задние или боковые кромки ступеней 3 препятствуют отбортовки 4 в ступенях 3. Gas (steam) enters the casing of column 1 (Fig. 1-7) from the bottom and moves upward, passes through arched slots 5 in steps 3 and between the individual steps 3 into the layer of the screw nozzle 6, is in contact with the liquid and carries it into The result is the formation of a gas (vapor) liquid emulsion with a highly developed interphase mass transfer surface, while there is a cross movement of gas (steam) and liquid, gas (steam) moves up almost according to the ideal displacement model, and the liquid moves in the nozzle layer 6 on an inclined grating 2 in diameter direction according to a model close to the ideal displacement model with full mixing along the height of the nozzle layer 6, at high gas (vapor) velocities close to the emulsification (flooding) mode, since at low gas (vapor) and liquid loads far from mode of emulsification (choking) the use of the proposed mass transfer columns does not make sense. Under operating conditions, the fluid enters the raised part of the grate 2 with the nozzle layer 6 and moves in the nozzle layer 6 in the direction of the slope of the grate 2 and flows into the lower lowered part of the grate 2 through mesh cells 7 stretched over the frames of the lowest steps of the gratings 2 and between the steps 3 down onto the nozzle layer 6 into the elevated part of the lattice 2 of the lower lattice 2, etc. and through the slots 5 and between the steps 3 in the higher parts of the grate 2, gas (steam) passes upward, and the liquid moves through the nozzle layer 6 in the direction of the slope of the grate 2, and the liquid that gets on the step 3 is carried away by the gas (steam) leaving from arched slots 5, and flushing of liquid through the rear or side edges of steps 3 is prevented by flanging 4 in steps 3.
Предлагаемая массообменная колонна предназначена обеспечить по меньшей мере три положительных эффекта: повысить эффективность массообмена, повысить производительность по газу (пару) при больших удельных нагрузках по жидкости порядка по 100 м3/м2ч и больше и снизить гидравлическое сопротивление потоку газа (пара) при сопоставимых условиях.The proposed mass transfer column is designed to provide at least three positive effects: increase mass transfer efficiency, increase gas (steam) productivity at high specific fluid loads of about 100 m 3 / m 2 h and more, and reduce hydraulic resistance to gas (steam) flow at comparable conditions.
Повышение эффективности массообмена обеспечивается за счет секционирования слоя насадки по высоте установки поярусно наклонных решеток по высоте колонны. При этом появляются дополнительные концевые эффекты, качественное воздействие которых на массообмен известно. Кроме того, предупреждаются явления продольного байпасирования потоков газа (пара) и жидкости и каналообразования в потоках по высоте колонны, сильно снижающие эффективность массообмена. Благоприятные структуры потоков жидкости и газа (пара) в секциях при оптимальных нагрузках по фазам обеспечивают максимальную эффективность массообмена, так как газ (пар) движется через слой насадки в секции по модели идеального вытеснения, а жидкость движется по модели, близкой к модели идеального вытеснения в диаметральном направлении слоя насадки в секции при полном перемешивании по высоте слоя насадки, причем если полного перемешивания жидкости по высоте слоя насадки не происходит, то от этого эффективность не снижается, а наоборот возрастает, что обеспечивает некоторый запас гарантии предполагаемой физической модели процесса массообмена в секции. Improving the efficiency of mass transfer is ensured by sectioning the nozzle layer along the installation height of the tiered inclined gratings along the height of the column. In this case, additional end effects appear, the qualitative effect of which on mass transfer is known. In addition, longitudinal bypassing of gas (vapor) and liquid flows and channel formation in the flows along the column height, which greatly reduces the mass transfer efficiency, is prevented. Favorable structures of fluid and gas (vapor) flows in sections at optimal phase loads ensure maximum mass transfer efficiency, since gas (steam) moves through the nozzle layer in the section according to the ideal displacement model, and the liquid moves according to a model close to the ideal displacement model in the diametrical direction of the nozzle layer in the section with full mixing along the height of the nozzle layer, and if complete mixing of the liquid along the height of the nozzle layer does not occur, then this does not decrease, but rather ozrastaet that provide some guarantee of supply of alleged physical model of mass transfer process in the section.
Повышение производительности по газу (пару) при высоких удельных нагрузках по жидкости порядка 100 м3/м2ч и выше предлагаемой массообменной колонны за счет секционирования обеспечивается образованием над каждой секцией сепарационного пространства, которые компенсируют превышения нагрузок по газу (пару) и жидкости и явления захлебывания, при этом допускается работа предлагаемой массообменной колонны постоянно при нагрузках по газу (пару) и жидкости, превышающих нагрузки при режиме эмульгирования (захлебывания).The increase in gas (steam) productivity at high specific fluid loads of the order of 100 m 3 / m 2 h and above the proposed mass transfer column due to sectioning is provided by the formation of a separation space above each section that compensate for excess gas (steam) and liquid loads and phenomena flooding, while it is allowed the work of the proposed mass transfer columns constantly under loads of gas (steam) and liquid exceeding the loads in the emulsification (flooding) mode.
Снижение гидравлического сопротивления потоку газа (пара) предлагаемой массообменной колонны по сравнению с прототипом обеспечивается прежде всего тем, что уменьшается общая высота слоя насадки в предлагаемой колонне, а следовательно, и уменьшается гидравлическое сопротивление пропорционально уменьшенной высоте слоя насадки. Но в предлагаемой колонне увеличивается гидравлическое сопротивление дополнительно устанавливаемых распределительных решеток, гидравлическое сопротивление которых может оказаться большим, чем высота слоя насадки, на которую уменьшалась массообменная колонна за счет образования сепарационного пространства над секциями. Однако гидравлическое сопротивление распределительной решетки подобрано таким по величине за счет увеличения свободного сечения решеток, чтобы этим обеспечить уменьшение общего гидравлического сопротивления массообменной колонны по сравнению с прототипом при сопоставимых условиях. The decrease in hydraulic resistance to the flow of gas (steam) of the proposed mass transfer columns in comparison with the prototype is ensured primarily by the fact that the total height of the nozzle layer in the proposed column is reduced, and therefore, the hydraulic resistance is proportional to the reduced height of the nozzle layer. But in the proposed column increases the hydraulic resistance of additionally installed distribution grids, the hydraulic resistance of which may be greater than the height of the layer of the nozzle, which decreased the mass transfer column due to the formation of a separation space above the sections. However, the hydraulic resistance of the distribution lattice is selected so in magnitude by increasing the free section of the lattices, so as to ensure a decrease in the total hydraulic resistance of the mass transfer column in comparison with the prototype under comparable conditions.
Уменьшение гидравлического сопротивления решетки 2 обеспечивается за счет наклона решетки и образования просветов по вертикали между ступенями 3 решетки 2. При этом увеличение свободного сечения решетки увеличивается на величину свободного сечения просветов по вертикали между ступенями Fn, которое определяется как тангенс результирующего угла наклона решетки 2
tg(α γ) Fn, (1) где α угол наклона решетки 2 к горизонтали, град;
γ угол наклона ступеней к горизонтали, град.The hydraulic resistance of the grating 2 is reduced due to the inclination of the grating and the formation of vertical gaps between the steps 3 of the grating 2. In this case, the increase in the free cross-section of the grating increases by the amount of the free cross-section of the gaps vertically between the steps F n , which is defined as the tangent of the resulting angle of inclination of the grating 2
tg (α γ) F n , (1) where α is the angle of inclination of the lattice 2 to the horizontal, deg;
γ angle of inclination of steps to the horizontal, deg.
Суммарное свободное сечение решетки Fp будет равно
Fp Fc + Fn, (2) где Fc свободное сечение арочных прорезей 5, которое может составить около 35% (0,35 доли).The total free cross section of the lattice F p will be equal to
F p F c + F n , (2) where F c is the free section of arched slots 5, which can be about 35% (0.35 shares).
Если принять, что Fn tg(α γ) может быть равно от 0,15 до 0,2, то суммарное свободное сечение решеток может дотянуть величины Fp Fc + Fn 0,35 + 0,2 0,55, что приближается к свободному объему насадки.If we assume that F n tg (α γ) can be equal to from 0.15 to 0.2, then the total free cross-section of the gratings can reach the values F p F c + F n 0.35 + 0.2 0.55, which approaching the free volume of the nozzle.
Увеличение удельных нагрузок по жидкости до 100 м3/м2ч и выше не оказывает существенного влияния на повышение гидравлического сопротивления потоку газа (пара) так как свободное сечение решеток 2 в нижней части увеличено за счет установки на нижних ступенях сеток 7 со свободным сечением, приближающимся к единице для слива жидкости.An increase in the specific fluid loads up to 100 m 3 / m 2 h and above does not significantly affect the increase in hydraulic resistance to gas (vapor) flow, since the free cross section of the gratings 2 in the lower part is increased due to the installation of grids 7 with a free cross section on the lower steps, approaching unit to drain fluid.
Технические преимущества предлагаемой массообменной колонны заключаются в повышении эффективности массообмена между газом (паром) и жидкостью вследствие увеличения движущей силы процесса при перекрестном движении газа (пара) и жидкости и при отсутствии существенного продольного перемешивания жидкости в диаметральном направлении, а также в увеличении производительности колонны и стабильности режима работы при высоких скоростях газа (пара) за счет наличия сепарационного пространства над слоями насадки на решетках. The technical advantages of the proposed mass transfer columns are to increase the efficiency of mass transfer between gas (vapor) and liquid due to an increase in the driving force of the process during the cross-movement of gas (steam) and liquid and in the absence of significant longitudinal mixing of the liquid in the diametric direction, as well as in an increase in column productivity and stability operating conditions at high gas (vapor) velocities due to the presence of separation space above the nozzle layers on the gratings.
Общественно-полезные преимущества предлагаемого изобретения заключаются в повышении четкости разделения колонны и, следовательно, повышении чистоты и качества продуктов разделения, или в уменьшении необходимого флегмового числа для разделения смесей ректификацией, что выразится в уменьшении расхода тепла (греющего водяного пара из котельной). The socially useful advantages of the present invention are to increase the clarity of the separation of the column and, therefore, to increase the purity and quality of the separation products, or to reduce the necessary reflux ratio for the separation of mixtures by distillation, which will result in a decrease in heat consumption (heating water vapor from the boiler room).
Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения может быть обеспечен за счет уменьшения флегмового отношения и соответствующего уменьшения расхода водяного пара из котельной в результате более высокой эффективности массообмена колонны. The economic effect of the implementation of the invention can be achieved by reducing the reflux ratio and a corresponding reduction in the consumption of water vapor from the boiler room as a result of a higher mass transfer efficiency of the column.
Экономическую выгоду пpедлагаемой массообменной колонны можно проиллюстрировать на примере разделения эталонной смеси бензол-толуол при условии повышения эффективности разделения предлагаемой колонны на 10% по сравнению с прототипом. The economic benefits of the proposed mass transfer columns can be illustrated by the example of separation of the reference mixture of benzene-toluene, provided that the separation efficiency of the proposed columns is increased by 10% compared to the prototype.
Согласно выполненного расчета расхода греющего водяного пара в кипятильнике давлением 0,32 МПа составляет 2460 кг/ч для непрерывной ректификации 15000 кг/ч исходной смеси бензол-толуол при атмосферном давлении при концентрациях исходной смеси 45, дистиллята 96 и кубового остатка 1,2 мас. количество необходимых теоретических тарелок равна 14 при рабочем флегмовом отношении Rп2,49, минимальное флегмовое отношение равно Rim 1,247. Повышение эффективности массообмена колонны на 10% соответствует увеличенному числу теоретических тарелок, равном 15,4. Такая эффективность при заданных тех же концентрациях целевых продуктов обеспечивается при меньшем флегмовом отношении, равном R3 2,2.According to the calculation of the flow rate of heating water vapor in a boiler with a pressure of 0.32 MPa, it is 2460 kg / h for continuous distillation of 15,000 kg / h of the initial mixture of benzene-toluene at atmospheric pressure at a concentration of the initial mixture of 45, distillate 96 and bottoms of 1.2 wt. the number of necessary theoretical plates is equal to 14 with a working reflux ratio R p of 2.49, the minimum reflux ratio is R im 1.247. An increase in the mass transfer efficiency of the column by 10% corresponds to an increased number of theoretical plates equal to 15.4. Such efficiency at given the same concentrations of the target products is provided with a lower reflux ratio equal to R 3 2.2.
Уменьшение количества греющего пара определяется по модифицированному уравнению теплового баланса для двух рассмотренных вариантов
Dλп= 
Dλз= 
где D 
Gd количество отбираемого дистиллята, кг/ч;
r 
rd скрытая теплота испарения дистиллята, Дж/кг.The decrease in the amount of heating steam is determined by the modified heat balance equation for the two options considered
D λп =
D λз =
where D
G d the amount of distillate taken, kg / h;
r
r d latent heat of evaporation of the distillate, J / kg
Экономия водяного пара на одной колонне составляет
ΔD
Стоимость сэкономленного водяного пара на одной колонне составляет
g 
где λs энтальпия греющего водяного пара, Дж/кг;
Ц 
ΔD
The cost of saved water vapor per column is
g
where λ s is the enthalpy of heating water vapor, J / kg;
Ts
Для осуществления предлагаемой массообменной колонны с низким гидравлическим сопротивлением для больших удельных нагрузок по жидкости в настоящее время в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии кафедры ТОПП изготовлены опытные колонны с решетками диаметром 300, 400, 600 и 800 мм для проведения широких исследований гидродинамики и массопередачи в условиях десорбции аммиака из воды в воздух в широких пределах нагрузок по газу и жидкости. To implement the proposed mass transfer column with low hydraulic resistance for large specific fluid loads, experimental columns with gratings of 300, 400, 600 and 800 mm in diameter have been manufactured at the laboratory of processes and apparatuses of the chemical technology of the Chamber of Commerce and Industry for conducting extensive studies of hydrodynamics and mass transfer under conditions desorption of ammonia from water into air over a wide range of gas and liquid loads.
На основе обобщения экспериментальных данных проведенных исследований подготовлены рекомендации для внедрения предлагаемой массообменной колонны с винтовой насадкой в секциях для десорбции иода из нефтяных попутных буровых вод на Троицком иодном заводе. Based on a generalization of the experimental data of the studies, recommendations were prepared for the implementation of the proposed mass transfer columns with screw nozzles in sections for the desorption of iodine from associated petroleum drilling water at the Troitsk iodine plant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92012645A RU2036683C1 (en) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | Mass exchanging column of low hydraulic resistance for high specific loads of liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92012645A RU2036683C1 (en) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | Mass exchanging column of low hydraulic resistance for high specific loads of liquids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2036683C1 true RU2036683C1 (en) | 1995-06-09 |
| RU92012645A RU92012645A (en) | 1996-05-10 |
Family
ID=20133831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92012645A RU2036683C1 (en) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | Mass exchanging column of low hydraulic resistance for high specific loads of liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2036683C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109231370A (en) * | 2018-09-26 | 2019-01-18 | 南京河海环境研究院有限公司 | A kind of tower effluent treatment plant based on helical structure |
-
1992
- 1992-12-16 RU RU92012645A patent/RU2036683C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Кузнецов И.В. Защита воздушного бассейна от загрязнений веществами химических предприятий. - М.: Химия, 1979, с.251. * |
| Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976, с.310. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109231370A (en) * | 2018-09-26 | 2019-01-18 | 南京河海环境研究院有限公司 | A kind of tower effluent treatment plant based on helical structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2996785B1 (en) | A liquid mixing collector and a method for its use | |
| US3125614A (en) | Figure | |
| US4820456A (en) | Mass-transfer apparatus | |
| KR960022956A (en) | Method and apparatus for stripping liquefied solids and use in fluid cracking methods | |
| US5304353A (en) | Apparatus for increasing the yield and the production potential of urea reactors | |
| Billet et al. | Application of modern packings in thermal separation processes | |
| DE69214634T2 (en) | A DISTRIBUTOR FOR FILLING COLUMN CONTAINING ACTIVE LIQUID | |
| Porter et al. | Gas distribution in shallow packed beds | |
| US4472358A (en) | Packing for fluidized bed reactors | |
| MX2011009726A (en) | Method and device for purifying fluids. | |
| RU2036683C1 (en) | Mass exchanging column of low hydraulic resistance for high specific loads of liquids | |
| US6286818B1 (en) | Internal members for mass transfer columns | |
| RU2607730C1 (en) | Mass exchange tower with cross current of liquid and gas (steam) phases of “peton” system | |
| Loll et al. | Zickzack packings for deaeration in rotating packed beds─ improved rotor design to counter bypass flows | |
| US4405449A (en) | Process for vapor-liquid contacting and fractional distillation | |
| RU2055627C1 (en) | Mass-exchanging column with low hydraulic resistance | |
| RU2033837C1 (en) | Mass transfer column of rectangular cross section with low hydraulic resistance | |
| US9144783B2 (en) | Super low pressure drop packing sheet with diversion windows and its structured packing | |
| RU2036682C1 (en) | Mass exchanging column for high specific loads of liquids | |
| US10744481B2 (en) | Packing element for heat and mass transfer | |
| Olujić | Types of distillation column internals | |
| CA2232382A1 (en) | Agitated-packed extraction column | |
| RU2060765C1 (en) | Mass-exchange column | |
| SU899103A1 (en) | Contact packing | |
| RU2050911C1 (en) | Mass-exchanging column of rectangular cross-section |