RU211921U1

RU211921U1 - Device for introducing vapor-liquid raw materials into the mass transfer apparatus

Info

Publication number: RU211921U1
Application number: RU2022103332U
Authority: RU
Inventors: Тимур Ильнурович Маннанов; Светлана Константиновна Чуракова
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2022-06-28

Abstract

Полезная модель относится к конструкциям узлов ввода сырья в массообменные аппараты и может применяться в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.The utility model relates to the designs of feedstock input units into mass transfer apparatuses and can be used in the chemical, oil refining and other industries.

Технический результат заключается в снижении кинетической составляющей потока сырья за счет увеличения сечения для его прохода и в воздействии центробежных сил на поток сырья за счет применения тангенциальных элементов, что приведет к улучшению сепарации паровой и жидкой фаз сырья, вследствие чего повысится эффективность его работы, увеличится отбор дистиллятных продуктов при одновременном повышении степени разделения сырья на фракции.The technical result consists in reducing the kinetic component of the raw material flow by increasing the cross section for its passage and in the effect of centrifugal forces on the raw material flow through the use of tangential elements, which will lead to improved separation of the vapor and liquid phases of the raw material, resulting in increased efficiency of its work, increased selection distillate products while increasing the degree of separation of raw materials into fractions.

Устройство ввода сырья содержит один патрубок для ввода сырья, соединенный с распределительным устройством, имеющий общую часть, которая дальше по ходу потока разделяется на два направляющих канала, имеющих тангенциальные элементы, что обеспечивает снижение кинетической составляющей вводимого потока сырья за счет увеличения сечения для его прохода и дополнительное отделение капель жидкости от потока пара за счет воздействия центробежных сил в тангенциальных элементах каналов, что приведет к повышению эффективности его работы, увеличению отбора дистиллятных продуктов при одновременном повышении степени разделения сырья на фракции. Направляющие лопатки могут быть установлены с постоянным поперечным смещением и продольным шагом или переменным поперечным смещением и продольным шагом. Направляющие лопатки устанавливаются в общей части устройства ввода и с длинных сторон распределительных каналов.

The raw material input device contains one feedstock input pipe connected to the distribution device, having a common part, which further along the flow is divided into two guide channels having tangential elements, which reduces the kinetic component of the input raw material flow by increasing the cross section for its passage and additional separation of liquid droplets from the steam flow due to the effect of centrifugal forces in the tangential elements of the channels, which will lead to an increase in the efficiency of its operation, an increase in the selection of distillate products while increasing the degree of separation of raw materials into fractions. The guide vanes can be installed with constant lateral offset and longitudinal pitch or variable lateral offset and longitudinal pitch. The guide vanes are installed in the common part of the inlet device and on the long sides of the distribution channels.

Description

Полезная модель относится к химической, нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может быть использована в массообменных аппаратах при осуществлении процессов ректификации.The utility model relates to the chemical, oil refining and other industries and can be used in mass transfer apparatus in the implementation of rectification processes.

Из предшествующего уровня техники известны разнообразные конструкции узлов ввода сырья в ректификационные колонны. Применение этих узлов обусловлено необходимостью разделения парожидкостного сырья в зоне ввода сырья на паровую и жидкостную фазу.From the prior art, various designs of feedstock input units into distillation columns are known. The use of these nodes is due to the need to separate the vapor-liquid feedstock in the feedstock input zone into the vapor and liquid phases.

Например, устройство ввода (А.С. СССР №147379, кл. B01D 3/28, 1978 г.) содержит пароэжектор и форсунки, посредством которых сырье распределяется по поперечному сечению аппарата. Однако узлы такой конструкции сложны в изготовлении и при работе характеризуются высоким гидравлическим сопротивлением.For example, the input device (AS USSR No. 147379, class B01D 3/28, 1978) contains a steam ejector and nozzles, through which the raw material is distributed over the cross section of the apparatus. However, units of this design are difficult to manufacture and are characterized by high hydraulic resistance during operation.

За прототип принято устройство ввода сырья (патент РФ на полезную модель №10599, кл. 6 B01D 53/18, 1999 г.), представляющее собой распределительное устройство с установленными в нем на расстоянии друг от друга направляющими профилированными лопатками с входными и выходными участками, при этом направляющие профилированные лопатки установлены по всей длине распределительного устройства, длина которого равна длине хорд внутренней окружности, расположенной в плоскости поперечного сечения колонны на уровне установки корпуса распределительного устройства, и образованных проекциями его краев на упомянутую плоскость, а отношение смещения каждой предыдущей направляющей профилированной лопатки вдоль поперечной оси распределительного устройства к смещению предыдущей лопатки по направлению от вводного патрубка прямо пропорционально отношению площадей сегментов, образованных хордами, проходящими через проекции концов выходных участков соответствующих направляющих лопаток на поперечное сечение колонны, расположенного на уровне оси вводного патрубка.The raw material input device (RF patent for utility model No. 10599, class 6 B01D 53/18, 1999) was adopted as a prototype, which is a switchgear with profiled guide vanes installed at a distance from each other with inlet and outlet sections, at the same time, the guide profiled vanes are installed along the entire length of the distributor, the length of which is equal to the length of the chords of the inner circle located in the plane of the cross-section of the column at the level of the installation of the distributor housing, and formed by projections of its edges onto the said plane, and the displacement ratio of each previous guide profiled blade along the transverse axis of the switchgear to the displacement of the previous blade in the direction from the inlet pipe is directly proportional to the ratio of the areas of the segments formed by chords passing through the projections of the ends of the outlet sections of the corresponding guide vanes on the cross section of the columns ny, located at the level of the axis of the inlet pipe.

Недостатком данной конструкции является неизменяющееся сечение для прохода парожидкостного потока, в результате чего, в случае высокой скорости подачи сырья, возможны явления разбрызгивания, удара потока о стенку колонны, что приводит к неполноте отделения пара от жидкости, и, как следствие, снижение отбора дистиллятных продуктов.The disadvantage of this design is the unchanging cross section for the passage of the vapor-liquid flow, as a result of which, in the case of a high feed rate, splashing, impact of the flow against the column wall are possible, which leads to incomplete separation of vapor from liquid, and, as a result, a decrease in the selection of distillate products .

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение кинетической составляющей вводимого потока сырья за счет увеличения сечения для его прохода, и создание центробежных сил за счет применения тангенциальных элементов, что обеспечивает улучшение сепарации паровой и жидкой фаз сырья, что приведет к повышению эффективности его работы, увеличению отбора дистиллятных продуктов при одновременном повышении степени разделения сырья на фракции.The technical problem to be solved by the utility model is to reduce the kinetic component of the input flow of raw materials by increasing the cross section for its passage, and the creation of centrifugal forces through the use of tangential elements, which improves the separation of the vapor and liquid phases of the raw materials, which will lead to an increase in efficiency. his work, increasing the selection of distillate products while increasing the degree of separation of raw materials into fractions.

Указанная задача решается тем, что устройство ввода сырья в массообменный аппарат, включающее патрубок для ввода сырья, соединенный с распределительным устройством с установленными направляющими лопатками, имеет общую часть, которая дальше по ходу потока разделяется на два направляющих канала, имеющих тангенциальные элементы. Направляющие лопатки могут быть установлены с постоянным поперечным смещением и продольным шагом или переменным поперечным смещением и продольным шагом. Направляющие лопатки расположены с боковых сторон общей части распределительного устройства и с длинной стороны каждого направляющего канала. Направляющие лопатки ориентированы навстречу потоку сырья; параллельны между собой; угол поворота лопатки относительно кромки распределительного устройства составляет 10-70°; расстояние между лопатками, установленными с какой-либо стороны распределительного устройства, составляет от 100 до 500 мм.This problem is solved by the fact that the device for introducing raw materials into the mass transfer apparatus, including a branch pipe for introducing raw materials, connected to a distribution device with installed guide vanes, has a common part, which further along the flow is divided into two guide channels having tangential elements. The guide vanes can be installed with constant lateral offset and longitudinal pitch or variable lateral offset and longitudinal pitch. Guide vanes are located on the sides of the common part of the switchgear and on the long side of each guide channel. Guide vanes are oriented towards the flow of raw materials; parallel to each other; the angle of rotation of the blade relative to the edge of the distributing device is 10-70°; the distance between the blades installed on either side of the switchgear is from 100 to 500 mm.

За счет высокой степени снижения скорости, по меньшей мере, паровой части сырьевого потока в результате увеличения сечения его прохождения и воздействия центробежных сил в тангенциальном элементе канала, достигается высокая степень разделения парожидкостного сырья, поступающего в массообменный аппарат.Due to the high degree of reduction in the speed of at least the vapor part of the feed stream as a result of an increase in the cross section of its passage and the effect of centrifugal forces in the tangential element of the channel, a high degree of separation of the vapor-liquid feed entering the mass transfer apparatus is achieved.

Полезная модель поясняется рисунками, где на фиг. 1, 2 показан общий вид устройства подачи сырья.The utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1, 2 shows a general view of the raw material feeder.

Устройство ввода сырья содержит патрубок 1 для ввода сырья, подсоединенный к общей части 2 распределительного устройства, которая разделяется на два направляющих канала 3, имеющие тангенциальный элемент 4. Распределительное устройство снабжено направляющими лопатками 5, расположенными с длинной стороны каждого направляющего канала, а также с боковых сторон общей части. Корпус массообменного аппарата указан цифрой 6. Направляющие лопатки ориентированы навстречу движения потока сырья; параллельны между собой; угол поворота лопатки относительно кромки распределительного устройства составляет 20-70°; расстояние между лопатками составляет от 100 до 500 мм.The raw material input device contains a pipe 1 for input of raw materials connected to the common part 2 of the distributor, which is divided into two guide channels 3, having a tangential element 4. The distributor is equipped with guide vanes 5 located on the long side of each guide channel, as well as on the side sides of the common part. The body of the mass transfer apparatus is indicated by the number 6. The guide vanes are oriented towards the movement of the flow of raw materials; parallel to each other; the angle of rotation of the blade relative to the edge of the distributing device is 20-70°; the distance between the blades is from 100 to 500 mm.

Устройство ввода сырья работает следующим образом.The raw material input device works as follows.

Сырье в парожидкостной (газожидкостной) фазе подается по патрубку 1 для ввода сырья внутрь массообменного аппарата. Поток сырья, поступая из патрубка 1 для ввода сырья в общую часть 2 распределительного устройства, подвергается однократному испарению. Паровая часть потока разделяется на две части в направляющих каналах 3, и распределяется посредством направляющих лопаток 5, разделяется на струи, расход каждой из которых обусловлен положением направляющих лопаток 5 относительно основного потока сырья. В тангенциальном элементе канала 4 за счет центробежных сил происходит дополнительное отделение капель жидкости от парового потока.The raw material in the vapor-liquid (gas-liquid) phase is fed through the nozzle 1 to enter the raw material into the mass transfer apparatus. The flow of raw materials, coming from the nozzle 1 for input of raw materials into the common part 2 of the distribution device, is subjected to a single evaporation. The steam part of the flow is divided into two parts in the guide channels 3, and distributed through the guide vanes 5, divided into jets, the flow rate of each of which is determined by the position of the guide vanes 5 relative to the main flow of raw materials. In the tangential element of the channel 4 due to centrifugal forces there is an additional separation of liquid drops from the vapor flow.

Предложенное устройство ввода позволяет осуществить снижение кинетической составляющей потока сырья за счет увеличения сечения и дополнительное отделение капель жидкости за счет тангенциальных элементов, что приведет к улучшению сепарации паровой и жидкой фаз сырья, вследствие чего повысится эффективность его работы, увеличится отбор дистиллятных продуктов при одновременном повышении степени разделения сырья на фракции.The proposed input device makes it possible to reduce the kinetic component of the feed stream by increasing the cross section and additional separation of liquid drops due to tangential elements, which will lead to improved separation of the vapor and liquid phases of the feed, as a result of which its efficiency will increase, the selection of distillate products will increase while increasing the degree of separation of raw materials into fractions.

Claims

A feedstock input device into the mass transfer apparatus, including a feedstock input pipe connected to a distributor with guide vanes installed with a transverse offset, characterized in that the distributor has a common part and two guide channels with tangential elements, while the guide vanes are located on the sides the common part of the switchgear and on the long side of each guide channel.