RU2297266C2 - Column-type mass exchange apparatus - Google Patents
Column-type mass exchange apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297266C2 RU2297266C2 RU2005106478/15A RU2005106478A RU2297266C2 RU 2297266 C2 RU2297266 C2 RU 2297266C2 RU 2005106478/15 A RU2005106478/15 A RU 2005106478/15A RU 2005106478 A RU2005106478 A RU 2005106478A RU 2297266 C2 RU2297266 C2 RU 2297266C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- gas
- plates
- nozzle
- column
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к колонным массообменным аппаратам и может найти применение в газовой, нефтяной, химической и смежных отраслях промышленности при осуществлении массообменных процессов для систем газ - жидкость, например, при низкотемпературной абсорбции жидких углеводородов из природного газа.The invention relates to columnar mass transfer apparatuses and may find application in gas, oil, chemical and related industries in the implementation of mass transfer processes for gas-liquid systems, for example, in the low-temperature absorption of liquid hydrocarbons from natural gas.
Известны колонные массообменные устройства по патентам РФ 2102105, 2088297, 2102106, кл. В01D 3/22 содержащие корпус, перфорированные решетки - контактные тарелки с расположенными на них насадками, повышающими эффективность массопередачи между газом и жидкостью. Недостатком этих устройств является снижение свободной площади - живого сечения контактных тарелок насадками расположенными непосредственно на них и перекрывающими часть отверстий для прохода газа, что ведет к повышению гидравлического сопротивления колонного аппарата и снижает его производительность.Known column mass transfer devices according to the patents of the Russian Federation 2102105, 2088297, 2102106, class. B01D 3/22 containing a housing, perforated grids - contact plates with nozzles located on them, which increase the mass transfer efficiency between gas and liquid. The disadvantage of these devices is the reduction in free area — the live section of the contact plates with nozzles located directly on them and overlapping part of the gas passage openings, which leads to an increase in the hydraulic resistance of the column apparatus and reduces its productivity.
Известно контактное устройство для колонных аппаратов по авторскому свидетельству РФ 602203, В01D 3/20; БИ №14 в которых над контактными тарелками установлены объемные сепарационные элементы - насадки поперек направлению движения газового потока, что также увеличивает гидравлическое сопротивление газового и жидкостного потоков.Known contact device for column apparatus according to the copyright certificate of the Russian Federation 602203, B01D 3/20; BI No. 14 in which volumetric separation elements are installed above the contact plates - nozzles transverse to the direction of gas flow, which also increases the hydraulic resistance of gas and liquid flows.
Известен аппарат для противоточного контакта жидкости с газом по патенту РФ №2119814, кл. В01D 53/18 - прототип, включающий корпус, в котором установлены контактные устройства в виде перфорированных провальных тарелок с установленными над ними объемными насадками, являющимися дополнительной массообменной и сепарационной зоной. Недостатком данных устройств является запирание отверстий расположенных в их центральной части жидкостью стекающей по оси аппарата, где расстояние между насадкой и тарелками минимально, невозможность применения этих устройств для колонных аппаратов больших диаметров (1000 мм и более). Неорганизованный отвод жидкости и отсутствие равномерного распределения газового потока увеличивает гидравлическое сопротивление контактных устройств, снижает их производительность и эффективность.A known apparatus for countercurrent contact of a liquid with gas according to the patent of the Russian Federation No. 2119814, class. B01D 53/18 is a prototype comprising a housing in which contact devices are installed in the form of perforated failure plates with volumetric nozzles installed above them, which are an additional mass transfer and separation zone. The disadvantage of these devices is the locking of the holes located in their central part with the liquid draining along the axis of the apparatus, where the distance between the nozzle and plates is minimal, the inability to use these devices for column devices of large diameters (1000 mm or more). Unorganized fluid drainage and the lack of a uniform distribution of the gas flow increases the hydraulic resistance of the contact devices, reduces their productivity and efficiency.
Целью изобретения является повышение эффективности массообмена и сепарации, снижение гидравлического сопротивления путем стабилизации и выравнивания газожидкостного слоя и потоков на массообменном устройстве.The aim of the invention is to increase the efficiency of mass transfer and separation, reducing hydraulic resistance by stabilizing and leveling the gas-liquid layer and flows on the mass transfer device.
Указанная цель достигается тем, что в колонном массообменном аппарате, содержащем штуцера подачи и отбора газа и жидкости, контактные тарелки с каналами для прохода фаз и расположенные над тарелками на опорах объемными насадками, насадки расположены на опорных элементах выше уровня жидкости на тарелках и выполнены со свободным объемом (75-96)%, удельной поверхность 100-250 м2/м3; что в качестве опор используются переливные перегородки тарелок, а смежные элементы слоев насадки, обращенные к поверхности тарелки ориентированы в сторону слива жидкости; что насадка перекрывает переливы жидкости, а над узлом подачи жидкости установлены, по крайней мере, дополнительно два перекрещивающихся слоя насадки, а расстояние от тарелки с подачей жидкости до дополнительных слоев насадки равно или более расстояния между тарелками.This goal is achieved by the fact that in the column mass transfer apparatus containing gas and liquid supply and selection nozzles, contact plates with channels for passage of phases and volume nozzles located above the plates on the supports, nozzles are located on the supporting elements above the liquid level on the plates and are made with free volume (75-96)%, specific surface area 100-250 m 2 / m 3 ; that overflow plates of the plates are used as supports, and the adjacent elements of the nozzle layers facing the surface of the plate are oriented towards the discharge of liquid; that the nozzle overlaps the fluid overflows, and at least two additional intersecting layers of the nozzle are installed above the fluid supply unit, and the distance from the plate with the fluid supply to the additional layers of the nozzle is equal to or more than the distance between the plates.
Заявителю и авторам не известны конструкции колонных аппаратов, в которых повышение эффективности массообмена и сепарации, повышение производительности и снижение гидравлического сопротивления достигалось бы подобным образом.The applicant and the authors are not aware of the design of column apparatuses in which an increase in the efficiency of mass transfer and separation, an increase in productivity, and a decrease in hydraulic resistance would be achieved in a similar manner.
На фиг.1 изображен общий вид колонного аппарата с контактными тарелками и расположенными над ними регулярными насадками.Figure 1 shows a General view of the column apparatus with contact plates and regular nozzles located above them.
На фиг.2 изображен слой насадки в плане, смежный с контактными устройствами.Figure 2 shows the layer of the nozzle in plan, adjacent to the contact devices.
Колонный массообменный аппарат (Фиг.1) состоит из корпуса 1, включающего нижнюю часть 2 большего диаметра для разделения сырья, т.е. для контакта жидкостного и газового потоков, и верхнюю 3 меньшего диаметра для контакта газового потока с орошаемой жидкостью и(или) его сепарации и фильтрации.Column mass transfer apparatus (Figure 1) consists of a housing 1, including a lower part 2 of a larger diameter for the separation of raw materials, i.e. for the contact of liquid and gas flows, and the upper 3 of a smaller diameter for contact of the gas stream with the irrigated liquid and (or) its separation and filtration.
Корпус 1 снабжен штуцером подачи газа 4 и жидкости 5, штуцерами отбора газа 6 и жидкости 7.The housing 1 is equipped with a gas supply fitting 4 and liquid 5, gas extraction fittings 6 and liquid 7.
В нижней части 2 корпуса 1 размещены:In the lower part 2 of the housing 1 are placed:
- массообменные тарелки 8 с перфорацией 9 для прохода газа и переливами 10 для отбора жидкости после ее контакта с газом;- mass transfer plates 8 with perforation 9 for gas passage and
- верхняя массообменная тарелка 11, которая орошается жидкостью через штуцер 5;- the upper mass transfer plate 11, which is irrigated with liquid through the nozzle 5;
- регулярная насадка 12, состоящая из элементов 13, размещенная над массообменными тарелками 8 и 11. Элементы 13 ориентированы в направлении перелива жидкости 10 (Фиг.2);- a regular nozzle 12, consisting of
- насадочная сепарационная секция 14, размещенная над насадкой тарелки подачи жидкости 5.- nozzle separation section 14, placed above the nozzle plate of the fluid supply 5.
В верхней части 3 корпуса 1 размещена фильтрующая секция 15 со сливной трубой 16.In the upper part 3 of the housing 1 there is a filter section 15 with a drain pipe 16.
Колонный массообменный аппарат работает следующим образом.Column mass transfer apparatus operates as follows.
Жидкость подают через штуцер 5 на верхнюю массообменную тарелку 11, где она распределяется по перфорированной поверхности и контактирует в противотоке с поднимающимся потоком газа, при этом из него извлекаются высококипящие компоненты. Газовый поток на регулярной насадке 12 равномерно распределяют по сечению аппарата, на развитой поверхности насадки разрушают пену, которая образуется при контакте легких углеводородов с высокомолекулярной жидкостью, отделяют из него жидкость, после чего подают на сепарационную насадку 14.The liquid is fed through the nozzle 5 to the upper mass transfer plate 11, where it is distributed over the perforated surface and contacts in countercurrent flow with a rising gas flow, while high-boiling components are extracted from it. The gas stream on a regular nozzle 12 is evenly distributed over the apparatus section, on the developed surface of the nozzle, the foam that is formed when light hydrocarbons come into contact with a high molecular weight liquid is destroyed, the liquid is separated from it, and then it is fed to the separation nozzle 14.
Стекающая в противотоке к газу жидкость смачивает регулярную насадку 12, имеющая развитую поверхность 100-250 м2/м3 при большом свободном объеме (75-96)%, равномерно распределяется по сечению аппарата, освобождается от пузырьков газа (дегазируется), после чего поступает на полотно нижележащей тарелки. Для снижения гидравлического сопротивления колонны по газу жидкость и пенный слой направляют между элементами насадки, ориентированными в сторону перелива, при этом насадка размещена над уровнем жидкости, что снижает гидравлическое сопротивление по ее перемещению.The liquid flowing in countercurrent to the gas moistens the regular nozzle 12, which has a developed surface of 100-250 m 2 / m 3 with a large free volume of (75-96)%, is evenly distributed over the apparatus cross section, freed from gas bubbles (degassed), after which it enters on the canvas of the underlying plate. To reduce the hydraulic resistance of the column by gas, the liquid and the foam layer are directed between the nozzle elements oriented towards the overflow, while the nozzle is placed above the liquid level, which reduces the hydraulic resistance by its movement.
Выполнение колонного массообменного аппарата с объемными регулярными насадками, расположенными выше уровня жидкости на контактной тарелке, позволяет уменьшить их гидравлическое сопротивление за счет уменьшения объема жидкости в насадке, которая не сжимаема, а, как следствие, уменьшить скорость газа в ней и снизить капельный вынос из нее. Дополнительно гидравлическое сопротивление снижается при ориентации элементов насадки в сторону слива жидкости. Насадка орошается пенным слоем и жидкостью, выносимой с контактной тарелки, при этом развитая поверхность способствует разрушению пены. Выполнение свободного объема насадки (75-96)%, а удельной поверхности в интервале 100-250 м2/м3 практически не увеличивает сопротивление контактного устройства, исключает режим "захлебывания" насадки при повышении эффективности контактного устройства. Увеличение удельной поверхности выше верхнего предела уменьшает живое сечение насадки и свободный объем, следовательно, увеличивает гидравлическое сопротивление насадки и вынос капельной жидкости. Уменьшение поверхности насадки ниже нижнего предела ведет к уменьшению эффективности насадки, т.е. к снижению эффективности массопередачи между газом и жидкостью.The implementation of the column mass transfer apparatus with regular volumetric nozzles located above the liquid level on the contact plate, allows to reduce their hydraulic resistance by reducing the volume of liquid in the nozzle, which is not compressible, and, as a result, reduce the gas velocity in it and reduce droplet discharge from it . Additionally, the hydraulic resistance decreases when the nozzle elements are oriented toward the drain of the liquid. The nozzle is irrigated by the foam layer and the liquid carried out from the contact plate, while the developed surface contributes to the destruction of the foam. The implementation of the free volume of the nozzle (75-96)%, and the specific surface in the range of 100-250 m 2 / m 3 practically does not increase the resistance of the contact device, eliminates the mode of "flooding" of the nozzle with increasing efficiency of the contact device. Increasing the specific surface above the upper limit reduces the live section of the nozzle and the free volume, therefore, increases the hydraulic resistance of the nozzle and the removal of droplet liquid. Reducing the surface of the nozzle below the lower limit leads to a decrease in the efficiency of the nozzle, i.e. to reduce the efficiency of mass transfer between gas and liquid.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005106478/15A RU2297266C2 (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Column-type mass exchange apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005106478/15A RU2297266C2 (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Column-type mass exchange apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005106478A RU2005106478A (en) | 2006-08-20 |
| RU2297266C2 true RU2297266C2 (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=37060197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005106478/15A RU2297266C2 (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Column-type mass exchange apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2297266C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461407C2 (en) * | 2007-08-21 | 2012-09-20 | Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. | Fluid accumulator and distributor for packed columns |
| RU168655U1 (en) * | 2016-08-09 | 2017-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ноябрьск" | MASS TRANSFER SECTION OF THE EVENT |
| RU212882U1 (en) * | 2022-05-26 | 2022-08-11 | Ирина Максимовна Александрова | PACKED COLUMN |
-
2005
- 2005-03-11 RU RU2005106478/15A patent/RU2297266C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РАММ В.М. Абсорбция газов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Химия, 1976, с.31. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461407C2 (en) * | 2007-08-21 | 2012-09-20 | Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. | Fluid accumulator and distributor for packed columns |
| US8408026B2 (en) | 2007-08-21 | 2013-04-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Liquid collector and redistributor for packed columns |
| RU168655U1 (en) * | 2016-08-09 | 2017-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ноябрьск" | MASS TRANSFER SECTION OF THE EVENT |
| RU2807571C1 (en) * | 2022-04-15 | 2023-11-16 | Василий Васильевич Трифонов | Column mass transfer apparatus |
| RU212882U1 (en) * | 2022-05-26 | 2022-08-11 | Ирина Максимовна Александрова | PACKED COLUMN |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005106478A (en) | 2006-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3997303A (en) | Liquid-gas phase separator having a perforated plate and mist eliminator pad | |
| JP4557490B2 (en) | Efficiency enhanced fractionation tray and process | |
| US5139544A (en) | Gas-liquid contact column with improved mist eliminator and method | |
| US8398756B2 (en) | Separator with liquid carry-over reduction assembly | |
| US9796601B1 (en) | Single downcomer bubble column | |
| US11414328B2 (en) | Water treating equipment providing coalescence and flotation within a single vessel | |
| RU2656503C2 (en) | Fluid media redistribution system | |
| EA200701545A1 (en) | DISTRIBUTION DEVICE FOR CAPACITIES WITH TWO-PHASE INTERMEDIATE DOWNLOADING FLOWS | |
| RU2297266C2 (en) | Column-type mass exchange apparatus | |
| KR102272730B1 (en) | Wet-contact trays, especially for use in offshore fractionation columns | |
| US2809820A (en) | Low pressure drop liquid-vapor contacting tray | |
| KR102268769B1 (en) | Contact tray having baffle walls for concentrating low liquid flow and method involving same | |
| RU2017114727A (en) | New gas and liquid distribution device in catalytic distillation columns | |
| US6183541B1 (en) | Baffled horizontal dehydrator | |
| US9505690B2 (en) | Systems and methods for recovering dimethyl ether from gas mixtures and liquid mixtures | |
| RU2007110879A (en) | DEVICE FOR MEASURING THE AMOUNT OF OIL AND OIL GAS | |
| RU187324U1 (en) | CONTACT DEVICE WITH GAS AND LIQUID INJET-FILM INTERACTION | |
| RU2780517C1 (en) | Contact device for heat and mass exchanger | |
| RU2242266C1 (en) | Filter for purification of liquid mediums | |
| RU2541031C2 (en) | Dispenser for nozzle irrigation | |
| RU2168356C1 (en) | Regular packing for separation and mass- transfer apparatuses | |
| RU2233194C1 (en) | Mass exchange column | |
| Darakchiev | Inlet and internal devices for packed columns | |
| SU1416153A1 (en) | Mass-exchange apparatus | |
| RU2079327C1 (en) | Mass transfer tray |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090120 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20091207 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -QB4A- IN JOURNAL: 2-2010 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100218 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20101027 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180312 |