RU2049542C1 - Packed heat-exchange and mass-transfer cross-flow column - Google Patents

Packed heat-exchange and mass-transfer cross-flow column Download PDF

Info

Publication number
RU2049542C1
RU2049542C1 SU5047133A RU2049542C1 RU 2049542 C1 RU2049542 C1 RU 2049542C1 SU 5047133 A SU5047133 A SU 5047133A RU 2049542 C1 RU2049542 C1 RU 2049542C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
liquid
column
vapor
steam
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.Ф. Богатых
Р.Н. Резяпов
А.В. Соколовский
А.Б. Боков
Original Assignee
Малое предприятие "РИВМА" по разработке и внедрению массообменной аппаратуры
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 Малое предприятие "РИВМА" по разработке и внедрению массообменной аппаратуры filed Critical Малое предприятие "РИВМА" по разработке и внедрению массообменной аппаратуры
Priority to SU5047133 priority Critical patent/RU2049542C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2049542C1 publication Critical patent/RU2049542C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: petroleum refining industry. SUBSTANCE: in the known packed heat-exchange and mass- transfer cross-flow column, used a housing accommodating the packing, separated into sections by horizontal partitions with holes for passage of vapors (gas) and liquid, according to the invention, the horizontal section of the column at each step of contact is separated into sections consisting of a zone of vapors (gases) inlet, zone of vapor (gas) and liquid contact, and zone of transfer of liquid to the below-lying step, and vapor (gas) to the above-lying step, forming within the column a helical motion of liquid and vapor (gas) about its vertical axis; the degree of sectionalizing liquids and vapor (gas) flows is the same and equal the quantity of sections at the step of contact. EFFECT: enhanced efficiency of heat exchange and mass transfer due to the increase of the number of contact steps at helical motion of vapor and liquid flows. 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности, конкретно к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар) жидкость. The invention relates to the refining, petrochemical and gas industries, specifically to apparatus for conducting heat and mass transfer processes in gas (steam) liquid systems.

Известна насадочная колонна, включающая цилиндрический вертикальный корпус с расположенными по высоте насадочными секциями, выполненными в форме полого многогранника. Колонна снабжена глухими перегородками, соединенными в ее центре [1]
Известна также тепломассообменная колонна, содержащая корпус в котором размещена насадка разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости, в которой с целью повышения эффективности массообмена, увеличен путь пара (газа) в пределах одной контактной ступени. Для достижения этой цели колонна снабжена установленной на расстоянии от корпуса колонны вертикальной глухой перегородкой, обеспечивающей вращательно-колебательное движение потока пара в объеме колонны [2]
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности тепломассообмена за счет увеличения числа контактных ступеней при винтовом движении потоков пара и жидкости.
Known nozzle column comprising a cylindrical vertical housing with vertically arranged nozzle sections made in the form of a hollow polyhedron. The column is equipped with blind partitions connected in its center [1]
A heat and mass transfer column is also known, comprising a housing in which a nozzle is placed divided into sections by horizontal partitions with openings for the passage of steam (gas) and liquid, in which, in order to increase the efficiency of mass transfer, the path of steam (gas) is increased within one contact stage. To achieve this goal, the column is equipped with a vertical blind wall installed at a distance from the column body, providing rotational-vibrational movement of the steam flow in the volume of the column [2]
The aim of the invention is to increase the efficiency of heat and mass transfer by increasing the number of contact steps during the helical movement of steam and liquid flows.

Поставленная цель достигается тем, что в известной насадочной перекрестноточной колонне, включающей корпус, в котором размещена насадка, разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости, согласно изобретению горизонтальное сечение колонны на каждой ступени контакта разделено на секции, состоящие из зоны входа пара (газа), зоны контакта пара (газа) и жидкости и зоны перетока жидкости на нижерасположенную и пара (газа) на вышерасположенную ступень, образующие в объеме колонны винтовое движение потоков жидкости и пара (газа) вокруг ее вертикальной оси, причем степень секционирования потоков жидкости и пара (газа) одинакова и равна количеству секций на ступени контакта. This goal is achieved by the fact that in the known packed cross-flow column, comprising a housing in which the nozzle is placed, divided into sections by horizontal partitions with holes for the passage of steam (gas) and liquid, according to the invention, the horizontal section of the column at each contact stage is divided into sections, consisting from the zone of entry of steam (gas), the zone of contact of steam (gas) and liquid, and the zone of flow of liquid to the downstream and steam (gas) to the upstream stage, forming a screw in the column the flow of liquid and vapor (gas) around its vertical axis, and the degree of sectioning of the liquid and vapor (gas) flows is the same and equal to the number of sections at the contact stage.

Известно, что геометрическая высота слоя насадки для перекрестно-точного контакта выше действующих фаз в системе пар-жидкость определяется следующим образом [3]
H

Figure 00000001
·
Figure 00000002
·
Figure 00000003
, где
Figure 00000004
= b эквивалентная толщина насадочного блока, мм;
Gвх объемный расход потока пара (газа), м3/с;
Lвх объемный расход потока жидкости, м3/с;
П плотность жидкостного орошения, м3/(м2 ˙с);
ωг линейная скорость потока пара (газа), м/с.It is known that the geometric height of the nozzle layer for cross-precise contact above the acting phases in the vapor-liquid system is determined as follows [3]
H
Figure 00000001
·
Figure 00000002
·
Figure 00000003
where
Figure 00000004
= b equivalent thickness of the nozzle block, mm;
G Vh volumetric flow rate of the vapor stream (gas), m 3 / s;
L inlet volumetric flow rate of the fluid flow, m 3 / s;
P the density of liquid irrigation, m 3 / (m 2 ˙ s);
ω g linear velocity of the vapor (gas) flow, m / s.

При этом

Figure 00000005
Fг площадь под проход газа, м2;
Figure 00000006
Fж площадь под проход жидкости, м2;
Figure 00000007
l длина слоя насадки, м.Wherein
Figure 00000005
F g area under the gas passage, m 2 ;
Figure 00000006
F W the area under the passage of fluid, m 2 ;
Figure 00000007
l the length of the nozzle layer, m

Отсюда H

Figure 00000008
.From here H
Figure 00000008
.

При одинаковой длине слоя насадки и скорости движения потока пара ωг, определяемой из условий динамики контактирующих потоков пара и жидкости, высота слоя насадки зависит от объемного расхода потока пара. Отсюда следует, что уменьшение объемного расхода уменьшает высоту слоя насадки.With the same length of the nozzle layer and the steam flow velocity ω g , determined from the dynamics of the contacting vapor and liquid flows, the height of the nozzle layer depends on the volumetric flow rate of the steam stream. It follows that a decrease in volumetric flow rate reduces the height of the nozzle layer.

Увеличение числа заходов пара (газа) в N раз уменьшает высоту слоя насадки в N раз (фиг. 1) и количество контактов на одной ступени в N раз, при этом увеличивается число контактов в N раз на той же высоте, что и при однозаходовом варианте (фиг.2), т. е. число контактов не изменяется, но изменяется концентрация жидкости, поступающей на каждую ступень контакта на той же высоте колонны. An increase in the number of steam (gas) inlets by a factor of N reduces the height of the nozzle layer by a factor of N (Fig. 1) and the number of contacts at one stage by a factor of N, while the number of contacts increases by a factor of N at the same height as with the single-shot version (figure 2), i.e., the number of contacts does not change, but the concentration of the liquid entering each contact stage at the same column height changes.

На фиг. 1 показана развертка по периметру тепломассообменной перекрестноточной колонны, разделенной на 3 секции; на фиг. 2 развертка по периметру тепломассообменной перекрестноточной колонны несекционированной) с одним паровым входом); на фиг. 3 тепломассообменная перекрестноточная колонна с числом секций, равным двум в аксонометрии. In FIG. 1 shows a scan along the perimeter of a heat and mass transfer crossflow column, divided into 3 sections; in FIG. 2 scan along the perimeter of the heat and mass transfer cross-flow column un-sectioned) with one steam inlet); in FIG. 3 heat and mass transfer crossflow column with the number of sections equal to two in a perspective view.

Предлагаемая колонна состоит из цилиндрического корпуса 1, горизонтальных перегородок 2 с отверстиями 3 для прохода газа, которые ограничены вертикальными перегородками 4 и сливными планками 5, на горизонтальных перегородках установлены пакеты насадки 6, над которыми установлена распределительная плита 7, причем каждый вышележащий пакет смещен относительно нижележащего в противоток пара (газа) на величину угла, равную половине угла пакета насадки в вертикальной проекции. The proposed column consists of a cylindrical body 1, horizontal partitions 2 with openings 3 for gas passage, which are limited by vertical partitions 4 and drain strips 5, nozzle packages 6 are installed on horizontal partitions, above which a distribution plate 7 is installed, and each overlying package is displaced relative to the underlying in counter-flow of steam (gas) by an angle equal to half the angle of the nozzle pack in vertical projection.

Колонна работает следующим образом. The column works as follows.

Поток пара (газа) поступает с отверстий 3 (на фиг. 3 N=2) для прохода пара 3 в перегородках 2 и направляется в пакеты насадки 6, пар проходит пакеты насадки в перекрестном токе, контактируя с перетекающей под действием гидростатического напора жидкости с вышележащей ступени контакта смещенной относительно нижележащей в противоток пара на величину угла, равную половине угла пакета насадки в вертикальной проекции. The flow of steam (gas) comes from the holes 3 (in Fig. 3 N = 2) for the passage of steam 3 in the partitions 2 and is sent to the nozzle packs 6, the steam passes the nozzle packs in a cross current, in contact with the overflowing fluid under the influence of hydrostatic pressure the contact level offset relative to the underlying countercurrent steam by an angle equal to half the angle of the nozzle package in vertical projection.

Аналогично двигаются остальные потоки пара и жидкости, создавая тем самым винтовые N-заходовое на фиг. 3 N=2 движение потока пара и жидкости, при этом поток пара движется относительно потока жидкости по обратному винту. The remaining flows of vapor and liquid move in a similar manner, thereby creating a helical N-way in FIG. 3 N = 2 the movement of the flow of steam and liquid, while the flow of steam moves relative to the flow of fluid through a reverse screw.

Использование многозаходовой конструкции тепломассообменной перекрестноточной колонны с винтовым движением потоков пара и жидкости позволяет увеличить путь движения газа (пара) и число контактных ступеней по высоте колонны. The use of a multi-start design of a heat and mass transfer crossflow column with helical movement of steam and liquid flows allows increasing the path of gas (steam) movement and the number of contact steps along the height of the column.

Claims (1)

НАСАДОЧНАЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ ПЕРЕКРЕСТНОТОЧНАЯ КОЛОННА, включающая корпус, в котором размещена насадка, разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости, отличающаяся тем, что горизонтальное сечение колонны на каждой ступени разделено на секции, состоящие из зоны входа паров (газов), зоны контакта пара (газа) и жидкости и зоны перетока жидкости на нижерасположенную и пара (газа) на вышерасположенную ступень, образующие в объеме колонны винтовое движение потоков жидкости и пара (газа) вокруг ее вертикальной оси, причем степень секционирования потоков жидкости и пара (газа) одинакова и равна количеству секций на ступени контакта. NOZZLE HEAT AND MASS EXCHANGE CROSS COLUMN, comprising a housing in which a nozzle is placed, divided into sections by horizontal partitions with holes for the passage of steam (gas) and liquid, characterized in that the horizontal section of the column at each stage is divided into sections consisting of a zone of entry of vapors (gases ), the contact zone of steam (gas) and liquid, and the zone of fluid flow to the downstream and steam (gas) to the upstream stage, forming in the column volume the helical movement of fluid and steam (gas) flows in the circle of its vertical axis, and the degree of sectioning of the fluid and vapor (gas) flows is the same and equal to the number of sections at the contact stage.
SU5047133 1992-06-11 1992-06-11 Packed heat-exchange and mass-transfer cross-flow column RU2049542C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047133 RU2049542C1 (en) 1992-06-11 1992-06-11 Packed heat-exchange and mass-transfer cross-flow column

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047133 RU2049542C1 (en) 1992-06-11 1992-06-11 Packed heat-exchange and mass-transfer cross-flow column

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2049542C1 true RU2049542C1 (en) 1995-12-10

Family

ID=21606739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5047133 RU2049542C1 (en) 1992-06-11 1992-06-11 Packed heat-exchange and mass-transfer cross-flow column

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2049542C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568706C1 (en) * 2014-10-17 2015-11-20 Игорь Анатольевич Мнушкин Contact device for heat and mass exchange and separation of phases in partitioned cross flow packed columns in gas-liquid and liquid-liquid systems
WO2016064302A1 (en) * 2014-10-20 2016-04-28 Mnushkin Igor Anatol Evich Vertical separator for separating inhomogeneous mist-type gas/liquid systems
RU2607730C1 (en) * 2015-11-02 2017-01-10 Игорь Анатольевич Мнушкин Mass exchange tower with cross current of liquid and gas (steam) phases of “peton” system

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1168277, кл. B 01D 53/20, 1985. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1005805, кл. B 01D 53/20, B 01D 3/32, 1983. *
3. Богатых К.Ф., Мнушкин И.А. Расчет геометрии кольцевых секций насадки для ректификации мазута в вакуумной колонне. Тезисы доклада 15-ой Республиканской НТК "Проблемы глубокой переработки остатков сернистых и высокосернистых нефтей", Уфа, 1984. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568706C1 (en) * 2014-10-17 2015-11-20 Игорь Анатольевич Мнушкин Contact device for heat and mass exchange and separation of phases in partitioned cross flow packed columns in gas-liquid and liquid-liquid systems
WO2016060593A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 Mnushkin Igor Anatol Evich Contact device for heat/mass exchange and phase separation
US9770701B2 (en) 2014-10-17 2017-09-26 Igor Anatol'evich MNUSHKIN Contact device for heat/mass exchange and phase separation
WO2016064302A1 (en) * 2014-10-20 2016-04-28 Mnushkin Igor Anatol Evich Vertical separator for separating inhomogeneous mist-type gas/liquid systems
RU2607730C1 (en) * 2015-11-02 2017-01-10 Игорь Анатольевич Мнушкин Mass exchange tower with cross current of liquid and gas (steam) phases of “peton” system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100767254B1 (en) Radial-crossflow distillation trays for divided wall column applications
EP0554402A1 (en) Gas-liquid contact column with improved mist eliminator and method
JP2002512108A (en) Design of a co-current contact separation stage and its use
US5188773A (en) Tower packing with small and large louvers and mixing method
RU2049542C1 (en) Packed heat-exchange and mass-transfer cross-flow column
EP0858830A1 (en) Corrugated packing with improved capacity and high mass transfer efficiency
US4405449A (en) Process for vapor-liquid contacting and fractional distillation
EP0063834A1 (en) Heat exchanger for liquid/liquid heat exchanger
SU1033178A1 (en) Packing for heat mass exchange columns
SU1127620A1 (en) Mass-exchanging apparatus
SU1029998A1 (en) Packing column for mass exchange process in gas /vapour/-liquid system
US2662759A (en) Multicellular fractionation column and the like
SU1599070A1 (en) Column with plane-parallel packing in crossed contact of phases
SU1554921A1 (en) Mass-exchange apparatus
US4208360A (en) Mass exchange apparatus
TW201941823A (en) Vapor-liquid contacting apparatus and process with downcomer at shell
RU2056163C1 (en) Contact module
CA1063926A (en) Multiple cross-flow contacting system
SU1044319A1 (en) Heat mass exchange packing column
SU814418A1 (en) Packing for heat mass exchange apparatus
RU2081697C1 (en) Heat- and mass-transfer apparatus
SU1082467A1 (en) Regular packing
JP2005224721A (en) Liquid dispersion apparatus
RU2150314C1 (en) Plant for heat-mass-transfer processes with horizontal counterflow of gas and liquid
SU1142150A1 (en) Packed column