RU2226125C1

RU2226125C1 - Contact device for the mass-exchanged installations

Info

Publication number: RU2226125C1
Application number: RU2002132540/15A
Authority: RU
Inventors: В.И. Фетисов; С.Г. Хисматуллин; Д.В. Максимов; А.К. Панов; Ю.К. Дмитриев; Ю.А. Ермилов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Каустик"
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-03-27

Abstract

FIELD: petrochemical; chemical and other industries. SUBSTANCE: the invention presents a contact device for the mass exchanged installations of the column apparatuses for the liquid - liquid type systems and may be used in petrochemical, chemical and other industries. The contact device for the mass exchanged installations contains some horizontal rows of inclined rectangular plates located at an angle to each other with the slots between edges. At that the slots formed by the plates of an above located row are located opposite to the slots of the row located beneath and a horizontal baffle is placed between them, At that the baffle is made in the form of a flat rectangular plate, a breadth of which is three times as much as a breadth of a slot. The invention allows to intensify process of the mass exchange in the liquid - liquid type systems due to an increase of areas of contact of phases. EFFECT: intensification of the mass exchange process in the liquid - liquid type systems. 2 dwg

Description

Изобретение относится к массообменным устройствам колонных аппаратов для систем жидкость - жидкость и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to mass transfer devices for column apparatuses for liquid-liquid systems and can be used in the petrochemical, chemical and other industries.

Известно контактное устройство для массообменных аппаратов, содержащее конический колпак и котлообразный перелив, расположенные с зазором относительно друг друга, и конический отражатель с перфорацией в периферийной его части [SU 1457942 А1 МКИ B01D 3/20].A contact device for mass transfer apparatus is known, comprising a conical cap and a boiler overflow located with a gap relative to each other, and a conical reflector with perforation in its peripheral part [SU 1457942 A1 MKI B01D 3/20].

Недостатком известного контактного устройства является создание потока фаз в объеме устройства только лишь вдоль боковой поверхности котлообразного перелива, а не во всем сечении колонны, в результате чего межфазный контакт осуществляется неэффективно.A disadvantage of the known contact device is the creation of a phase flow in the device volume only along the lateral surface of the boiler overflow, and not in the entire column section, as a result of which interphase contact is inefficient.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству по технической сущности является массообменная насадка для колонных аппаратов, состоящая из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу, со щелями в вершинах углов, причем стороны пластин, образующие углы со щелями для прохождения дисперсной фазы, снабжены отбортовкой, направленной вертикально вниз и имеющей высоту, равную половине высоты пластин [SU 1142149 А, МКИ B 01 J 19/32].Closest to the proposed device in technical essence is a mass transfer nozzle for column apparatuses, consisting of rows of rectangular plates inclined to each other, with slots at the tops of the corners, with the sides of the plates forming corners with slots for passing through the dispersed phase, equipped with a flange directed vertically down and having a height equal to half the height of the plates [SU 1142149 A, MKI B 01 J 19/32].

Недостатком данного контактного устройства является тот факт, что эффективный межфазный контакт происходит только в щелях между наклонными пластинами без образования попутно-параллельного течения фаз.The disadvantage of this contact device is the fact that effective interfacial contact occurs only in the gaps between the inclined plates without the formation of a parallel-parallel flow of phases.

Цель изобретения - интенсификация процесса массопередачи для систем жидкость - жидкость путем увеличения областей контакта фаз.The purpose of the invention is the intensification of the mass transfer process for liquid-liquid systems by increasing the contact areas of the phases.

Поставленная цель достигается контактным устройством, составленным из горизонтальных рядов отдельных наклонных прямоугольных пластин 1, расположенных под углом друг к другу и щелью между кромками 2, причем щели, образованные пластинами вышерасположенного ряда, располагаются против щелей нижерасположенного ряда, между которыми помещен горизонтальный отбойник 3, при этом горизонтально расположенный отбойник имеет форму плоской прямоугольной пластины и ширину, в три раза большую щели.This goal is achieved by a contact device made up of horizontal rows of separate inclined rectangular plates 1 located at an angle to each other and the gap between the edges 2, and the slots formed by the plates of the upper row are located against the slots of the lower row, between which the horizontal bump 3 is placed, with this horizontally located chipper has the shape of a flat rectangular plate and a width three times the gap.

Сущность изобретения заключается в использовании эффекта, возникающего при контактировании струй тяжелой и легкой фаз в области торцов горизонтального отбойника, приводящего к попутно-параллельному течению фаз и сопровождающееся взаимным эжектированием струй.The essence of the invention is to use the effect that occurs when jets of heavy and light phases contact in the region of the ends of a horizontal bump, leading to a parallel-parallel flow of phases and accompanied by mutual ejection of the jets.

Подобное взаимодействие между фазами интенсифицирует процесс массопередачи, позволяет исключить ударное динамическое взаимодействие между фазами, выходящими из щелей, образованных пластинами верхнего и нижнего ряда.Such an interaction between the phases intensifies the mass transfer process, eliminates the impact dynamic interaction between the phases emerging from the cracks formed by the plates of the upper and lower rows.

Таким образом, предложенное контактное устройство содержит отличительные признаки, которые обеспечивают новые неизвестные свойства, а именно увеличение областей контакта фаз вследствие раздвоения потоков при контакте с отбойным элементом, который имеет форму плоской прямоугольной пластины и ширину в три раза большую щели, и образование тем самым попутно-параллельного течения; снижение гидравлического сопротивления вследствие взаимного эжектирования струй при попутно-параллельном течении.Thus, the proposed contact device contains distinctive features that provide new unknown properties, namely, an increase in the contact areas of the phases due to bifurcation of flows upon contact with a breaker element, which has the shape of a flat rectangular plate and a width three times the gap, and thereby form along the way -current flow; decrease in hydraulic resistance due to mutual ejection of jets in parallel-parallel flow.

Это позволяет признать предложенное решение соответствующим критерию "существенное отличие", поскольку в объекте, к которому относится решение, проявляются новые свойства, обеспечивающие достижение положительного эффекта.This allows us to recognize the proposed solution as meeting the criterion of "significant difference", since new properties appear in the object to which the solution belongs, which ensures a positive effect.

На фиг.1 показана конструкция контактного устройства; на фиг.2 - схема движения фаз.Figure 1 shows the design of the contact device; figure 2 - diagram of the motion of the phases.

Контактное устройство работает следующим образом. При организованном противотоке легкой и тяжелой фаз, легкая фаза собирается в вершинах углов, образованных пластинами, и с повышенной скоростью истекает в пространство под отбойный элемент. Из щелей вышерасположенного ряда также с повышенной скоростью движется тяжелая фаза. При контактировании потоков с отбойным элементом происходит их разделение с изменением вектора скорости в областях I и II, сопровождаемое диспергированием, приводящее к эффективному массообмену. Затем в вышерасположенной ячейке процесс повторяется.The contact device operates as follows. With an organized countercurrent of light and heavy phases, the light phase is collected at the vertices of the corners formed by the plates, and at an increased speed flows into the space under the baffle element. From the slots of the upstream row, the heavy phase also moves with increased speed. When the flows are in contact with the baffle element, they are separated with a change in the velocity vector in regions I and II, accompanied by dispersion, leading to efficient mass transfer. Then, in the cell above, the process repeats.

В связи с возможностью изменять размеры элементов контактного устройства, размеры щелей и положение отбойного элемента, конструкция позволяет регулировать время пребывания фаз в аппарате и параметры струй.Due to the ability to change the dimensions of the elements of the contact device, the dimensions of the slots and the position of the fender element, the design allows you to adjust the residence time of the phases in the apparatus and the parameters of the jets.

Проведенные предварительные исследования показали, что использование предлагаемого контактного устройства позволяет улучшить массообменные характеристики аппаратов на 5-7%, в зависимости от их размеров и свойств системы, и на 7% повысить их нагрузки.Preliminary studies have shown that the use of the proposed contact device can improve the mass transfer characteristics of the apparatus by 5-7%, depending on their size and system properties, and increase their load by 7%.

Claims

A contact device for mass transfer apparatus composed of horizontal rows of inclined rectangular plates located at an angle to each other with a gap between the edges, characterized in that the slots formed by the plates of the upper row are located against the slots of the lower row, between which a horizontal bump is placed, while the chipper has the shape of a flat rectangular plate and a width three times the width of the gap.