SU1017356A1 - Массообменна колонна - Google Patents

Description

ч

оо ел

du

Изо€|ретвние относитс  к массообменной колонне, котора  состоит из одной или нескольких контактных зон, оснащенных упор доченными насадками.

Колонны.подобного вида примен ютс преимущественно в химической технологии , где нагрузка по пару по высо те одной контактной зоны подвергаетс  более высокому, но посто нному изменению.

Согласно патенту США 3 Э известен метод контактировани  жидкоСть-пар в устройстве в виде колонны , состо щем из одной или нескольких контактных зон, причем кажда  имеет определенное количество тарелок типа Грид и непосредственно над ними имеетс  насадка из насадочных тел.

Однако за счет комбинации неупор  доченно и упор доченно расположенных ;насадок сочетаютс  массообменные элементы с различной ра(очей характеристикой . Следствием этого  вл етс  тот факт, что ре мм работы колонны; не гарантируетс  оптимально свьше требуемого диапазона нагрузки дл  обеих насадок на промышленны х колоннах . Например, отмечаетс , что разлиные насадки в зависимости от нагрузок по жидкости и газу имеют расход щую характеристику эффективности разделени .

Относительно распределени  жидкое ти комбинаций насадок различной конфигурации ст(эуктур и принципа деистВИЯ оказывают -отр1 цательное вли ние , т.е. за счет свойств распределени  жидкости верхней насадки задаетс  профиль распределени  жидкости дл  соответственно расположенной ниже насадки, но не  вл етс  дл  нее оптимальным.

Вследствие относительно грубой структуры насадки недостаток з аключаетс  в том, что насадочные тела из верхней: насадки попадают в грубую структуру насадки.

Этот недостаток особенно про вл етс  у массообменных колонн с пульсационной нагрузкой и при воздействи вибрации. За счет проникновени  насадочных тел в набивки в этой зоне бесконтрольно уменьшаетс  объем пустот. Вследствие этого повышаетс  гидравлическое сопротивление и при сильно уменьшенном объеме пустот местами возникают звстойные  влени  в контактных зонах.

Цель изобретени  - создание массообменной колонны, снабженной регул рными насадками, разделенной на одну или несколько контактных зон, в которой по всей высоте контактной зоны С контактных зон) будут созданы оптимальные рабочие услови  дл  насадки с целью достижени  минимального гидравлического сопротивлени  при одновременной высокой эффективности разделени .

В основе изобретени  стоит задача реализовать соответствуюи ую цели постепенную подгонку к нагрузкам по пару и жидкости, измен ющимс  по высоте контактной зоны, при избежании местных сопротивлений потока и при достижении необходимого равномерного распределени  жидкости внутри каждой контактной зоны.

Эта цель достигаетс  тем что насадка контактной зоны состоит из нескольких, минимум трех, непосредственно граничащих между собой насадок с различной геометрией, но с единой структурной конфигурацией. Ири этом в зависимости от нагрузок по газу и жидкости конструктивно-геометрические величины, вли ющие на предельную допускаему) нагрузку, подобраны таким образом, что свободное сечение потока соответствует нагрузкам и кажда  насадка работает в оптимальном диалаз :же нагрузок. . .

Непосредственно граничащие насадки контактной зоны располагаютс  друг к другу под углом Э. Следующий отличительный признак изобретени  заключаетс  в том, что насадки в верхней части каждой контактной зоны вблизи стенки колонны сконструированы и расположены таким образом, что за счет их достигаетс  равномерный профиль жидкости дл  граничащих насадок.

Изобретение по сн етс  ниже на примере исполнени . Пример исполнени  относитс  к высокопроизводительной массообменной набивке дл  колонн согласно DL -PS 82 457.

На фиг. 1 показан частичный разре массообменной колонны с изображением двух контактных зон; на фиг.2графическое изображение кривой нагрузки через две изображённые,на фиг. 1 контактные зоны и ступенчатое изменение нагрузки набивок сог ласно фиг. 1. Массообменна  колонна состоит из нескольких контактных зон, из кото .рых на фиг. 1 изображены контактные зоны 1 и 2. Соответственно изображенной на фиг.2 кривой нагрузки по высоте контактной зоны 1 он Ъостоит из трех насадок 3-Ь, имеющих при одинаковой компоновке различную геометрию. По;изображенной на фиг. 2 кривой нагрузки по высоте контактной зоны видно, что нагрузка в направлении поднимающегос  потока пара непрерывн прнижаеус . Учитыва  эту кривую нагрузки, сама  нижн   насадка 3 имеет наибольшее свободное сечение потока. Расположенна  над ней нэсадка k имеет по сравнению с насадкой 5 меньшее свободное сечение пот ка. Уменьшение от насадки к . насадке продолжаетс  в направаггенииподнимающегос  парового:потока. Это уменьшение свободного сеweнй  потока от насадки к насадке реализуетс  за счет вариации имрины и вцсоты отдельных элементов насадок , величины и количества дополнительных отверстий дл  прохода газа, за счет применени  перфорированного основного материала с различным соот ношением отверстий и различной толщиной материала, а также за счет раз личного направлёни  расположени  отверстий дл  прохода газа в рснов ном материале отдельных элементов д У изображенной на фиг. 1 контакт- ной зоны 1 уменьшение свободного сечени  гютока от насадки к насадке реализуетс  за .счет вариации ширины и высоты отдельных элементов, а также вариаций величины и количества дополнительных отверстий дл  про хода газа 9. Контактна  зона 2 на фиг, 1 имеет в отличие -от контактной зоны 1 четыре насадки 10-13. Эти четыре насадки необходимы, что обеспечивать хорошее сближение к изображенной на фиг. 2 дл  контактной зоны 2 кривой нагрузки по высоте контактной зоны 2. Тем самым должно быть показано, что количество насадок внутри контактной зоны определ етс  имеющейс  разницей нагрузок.между входом и выходом контактной зоны и кривой нагрузки по высоте соответсту|мцей контактной зоны. У насадок 3 и (крайние элементы 6 выполнены таким образом, что дл  достижени  равномерного распределени  жидкости по высоте всей контактной зоны-и сечению колонны, жидкость из зоны стенки колонны ведетс  в напавленйи середины колонны. При этом внешние кромки крайних элементов 6 направлены наклонно вверх к стенке колонны и не имеют дополнительных отверстий дл  пррхода газа 9. Достижению;этой цели помогает, кроме того, подгонка распределител  жидкости 7 к Свойствам самосто тельного распределени  жидкости, в особенности насадок 3 и 4. Например, подгонка достигаетс  за счет концентр .ации мест распределени  жидкости в зоне середины колонны, Насадки 5-5 расположены под углом 90 гю отношению одна к другой. За счёт этого избега ют взаимного прсни кновени  тюверхностей отдельных элементов насадок. За счет точечных соприкосновений поверхностей достигают многочисленных кромбк перераспределени  жидкости и регенераций контактных поверхностей. . Соответствующее изобретению, решение можно примен ть и дл  технологических процессов у которых, в отличие от по сненного здесь примера исполнени , объемны поток пара увеличиваетс  в нагфавлении потока пара при прохождении контактной зоны. Решающее технико-экономическое ареи|| щество изо етени  состоит в том,- что достигаетс  уменьшение необХ0 ) диаметра колонны, снижени необходимой высоты насадки на эдну контактную зону дл  реализации задачи разделени  и понижение необходимой потери давлени  дл  реализации общего процесса. (Н изнано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демокр:атической Республики.

Claims (2)

1. 454) 1. МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА, включающая насадку и состоящая из одной или несколькихконтактных зон, ;при этом каждая контактная зона раз делена на непосредственно граничащие 'ДРУГ с другом насадки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что насадка контактной зоны 'состоит из нескольких, минимум трех, непосредственно 'граничащих междусобой регулярных насадок 3-5 с различной геометрией,но одинаковой структурной конфигураций ей, причем в зависимости от нагрузок по'пару и жидкости конструктивно-геометрические величины, влияющие на предельно допустимую нагрузку, подобраны таким образом, что свободное сечение потока Соответствует нагрузкам, и каждая насадка 3-5 работает в оптимальном диапазоне нагрузок.
2. 2. Колонна поп. 1,о Т л и ч а ю- g щ а я с я тем, что внешние кромки . . крайних элементов насадок 6 направлены наклонно вверх к стенке колонны.