SU1053843A1 - Apparatus for conducting mass-transfer processes - Google Patents
Apparatus for conducting mass-transfer processes Download PDFInfo
- Publication number
- SU1053843A1 SU1053843A1 SU823471255A SU3471255A SU1053843A1 SU 1053843 A1 SU1053843 A1 SU 1053843A1 SU 823471255 A SU823471255 A SU 823471255A SU 3471255 A SU3471255 A SU 3471255A SU 1053843 A1 SU1053843 A1 SU 1053843A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- nozzles
- liquid
- contact
- gas
- plate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ , включающее корпус и размещенные по высоте контактные тарелки с форсунками , над которыми установлены сепараторы , отличающеес тем, что, с целью интенсификации процесса за счет увеличени поверхности контакта фаз, обеспечени работы на низких напорах газа и жидкости, форсунки выполнены плоскощелевыми и выходные щели соседних форсунок.повернуты относительно друг друга на 90°, а под каждой контактной тарелкой установлена дополнительна перфорированна тарелка. 2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что в основании контакных тарелок между форсунками выполнены крестообразные вырезы. ел ел оо сх 4;: оо1. DEVICE FOR CARRYING OUT MASS-EXCHANGE PROCESSES, including a housing and placed at a height contact plates with nozzles over which separators are installed, characterized in that, in order to intensify the process by increasing the surface of the contact phase, ensuring operation at low gas and liquid heads, nozzles There are flat-gap and exit slots of adjacent nozzles. They are turned relative to each other by 90 ° C, and an additional perforated plate is installed under each contact plate. 2. A device according to claim 1, characterized in that cruciform cuts are made at the base of the contact plates between the nozzles. ate alo oo cx 4 ;: oo
Description
Изобретение относитс к устройствам, примен емым дл проведени массообменных и реакционных процессов в газожидкостных системах и в системах газ-жидкость мелкодисперсна тверда фаза, в частности дл абсорбции углекислоты щелочными растворами .The invention relates to devices used for conducting mass transfer and reaction processes in gas-liquid systems and in gas-liquid systems a finely dispersed solid phase, in particular for the absorption of carbon dioxide by alkaline solutions.
Известно многоступенчатое массообменное устройство, включающее корпус и пр моточные контактные тарелки в виде вертикальных плоскопараллельных пластин, над которыми установлены дугообразные отбойники. Жидкость, поступающа на тарелку , подхватываетс восход щим потоком газа и диспергируетс , в результате чего происходит массообмен между газом и жидкостью, а затем, встреча сь с отбойником , газожидкостной поток раздел етс снова на газ и жидкость 1.A multi-stage mass transfer device is known, including a housing and direct contact plates in the form of vertical plane-parallel plates, over which arc-shaped chambers are mounted. The fluid entering the plate is picked up by the upward gas flow and dispersed, resulting in a mass exchange between the gas and the liquid, and then, meeting with the baffle, the gas-liquid flow is divided again into gas and liquid 1.
Недостатком такого устройства вл етс невысока эффективность, обуславливаема малым объемом контакта фаз (в полост х между пластинами) по сравнению с объемом аппарата и невысокими допустимыми нагрузками по. газу (при скорости свыще 3-3,5 м/с наблюдаетс брызгоунос ). Дл достижени требуемой степени очистки газа требуетс его многоступенчатый контакт с жидкостью, в результате чего такие аппараты металлоемки и имеют больщую высоту. Кроме того, дугообразные отбойники не обеспечивают хорощего разделени газожидкостной смеси, что вызывает унос газом капелек жидкости на выщележащую ступень.The disadvantage of such a device is its low efficiency, due to the small volume of contact between the phases (in the cavities between the plates) as compared with the volume of the apparatus and low permissible loads on. gas (at a speed higher than 3-3.5 m / s, splash guards are observed). In order to achieve the required degree of gas purification, it requires multi-stage contact with the liquid, with the result that such apparatus are metal-intensive and have a greater height. In addition, the arcuate baffles do not provide a good separation of the gas-liquid mixture, which causes the gas to carry away liquid droplets to the leach step.
Известен контактный аппарат, в котором газ и жидкость движутс пр мотоком через инжекторы с диффузорами, обеспечивающими мелкодисперсный распыл жидкости .A contact apparatus is known in which gas and liquid move by a coil through injectors with diffusers providing a fine spray of liquid.
Дл реализации многоступенчатого контакта фаз необходимо разделение газожидкостного потока на газ и жидкость. Роль сепаратора в таких устройствах выполн ет камера с насадкой «з легких щаров, ограниченна сверху и снизу горизонтальными перфорированными решетками 2..To implement a multi-stage contact of phases, it is necessary to separate the gas-liquid flow into gas and liquid. The role of the separator in such devices is performed by a chamber with a nozzle “3 light spheres, bounded above and below by horizontal perforated grids 2.
Однако из условий противотока фаз в сепараторе скорость газа в полном сечении колонны не должна превыщать 5 м/с, так как при большей скорости наступает захлебывание насадки.However, from the conditions of the countercurrent of phases in the separator, the gas velocity in the full cross section of the column should not exceed 5 m / s, since at higher speeds the nozzle is choking.
Дл того, чтобы обеспечить в горловинах инжекторов следующей ступени скорости пор дка 20-40 м/с, газовый поток с V 5 м/с должен быть сконцентрирован на площади в 4-8 раз меньщей, чем сечение аппарата, что составл ет 12,5-25% сечени . Таким образом, начина со второй по высоте контактной ступени аппарата объем использовани аппарата резко понижаетс за счет снижени объема активной зоны, зан той высокоскоростным потоком. При этом должно быть уменьшено число форсунок либо дл сохранени объема активной зоны необходимо иметь дополнительные средства дл увеличени скорости газового потока с 5 до 20-40 м/с, что усложн ет и удорожает установку в целом. При работе же с низкими скорост ми газа.работа аппарата малоэффективна.In order to ensure that in the throat of the next stage injectors of the order of 20-40 m / s, the gas flow from V 5 m / s should be concentrated on an area 4-8 times smaller than the cross-section of the apparatus, which is 12.5 -25% cross section. Thus, starting from the second highest contact stage of the apparatus, the volume of use of the apparatus is sharply reduced by reducing the volume of the active zone occupied by the high-speed flow. In this case, the number of nozzles must be reduced or, in order to preserve the volume of the active zone, it is necessary to have additional means to increase the velocity of the gas flow from 5 to 20–40 m / s, which complicates and increases the cost of the installation as a whole. When working with low gas velocities, the apparatus is ineffective.
Известно устройство дл проведени wacсообменных процессов, включающее корпус, контактные тарелки с форсунками и уста0 новленные над ними сепараторы. Высота диффузора равна высоте контактной ступени за счет использовани высокоэффективной проволочной или тканевой насадки 3.A device for carrying out wac-exchange processes is known, which includes a housing, contact plates with nozzles and separators installed above them. The height of the diffuser is equal to the height of the contact stage due to the use of highly efficient wire or fabric nozzles 3.
Однако остальной объем над контактной тарелкой, окружающий диффузоры, вл етс зоной, где жидкость и газ в массообмене практически не участвуют. Эта зона используетс только дл перетока и сепарации жидкости.However, the remaining volume above the contact plate surrounding the diffusers is a zone where the liquid and gas practically do not participate in mass transfer. This zone is used only for flow and liquid separation.
0 Устройство характеризуетс низким процентом содержани жидкости в зоне диффузоров (0,1-0,15%), что ограничивает поверхность контакта фаз; недостаточно развита поверхность контакта фаз имеет следствием невысокую эффективность массооб5 мена, объем над контактной тарелкой не используетс полностью дл контакта жидкой и газообразной среды в зоне, окружающей диффузоры, жидкость и газ в массообмене не участвуют; невозможностью использовани устройства дл систем с невысокими скорост ми газа (5-7 м/с), так как при таких скорост х работа устройства неэффективна; необходимостью в дополнительных устройствах (насосах, компрессорах ), обеспечивающих высокие напоры жидкости и газа; невозможностью работы на жидкост х с включением мелкодисперсной твердой фазы (суспензи х), так как мелкие частицы забивают сетки диффузоров; невозможностью надежной работы при отклонени х устройства от вертикальной оси0 The device is characterized by a low percentage of liquid content in the area of diffusers (0.1-0.15%), which limits the surface of the contact phase; the insufficiently developed surface of the contact of the phases results in a low mass transfer efficiency, the volume above the contact plate is not fully used to contact the liquid and gaseous medium in the zone surrounding the diffusers, the liquid and gas do not participate in the mass transfer; the inability to use the device for systems with low gas velocities (5-7 m / s), since at such speeds the operation of the device is inefficient; the need for additional devices (pumps, compressors), providing high pressure liquid and gas; the impossibility of working on liquids with the inclusion of a fine solid phase (suspensions), since small particles clog the nets of diffusers; impossibility of reliable operation when the device deviates from the vertical axis
0 (например, при использовании устройства в абсорберах дл очистки воздуха на подводных лодках).0 (for example, when using the device in absorbers for air purification on submarines).
Цель изобретени - интенсификаци процесса за счет увеличени поверхностиThe purpose of the invention is to intensify the process by increasing the surface
контакта фаз и обеспечени работы На низких напорах газа и жидкости. phase contact and operation at low gas and liquid heads.
Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, включающем корпус и размещенные по высоте контактные тарелки сThe goal is achieved by the fact that in the device, which includes the case and placed in height contact plates with
форсунками, над которыми установлены сепараторы, форсунки выполнены плоскощелевыми и выходные щели соседних форсунок повернуты относительно друг друга на 90°, а под каждой контактной тарелкой установлена дополнительна перфориро5 ванна тарелка.the nozzles on which the separators are installed, the nozzles are made flat-slot and the exit slots of the adjacent nozzles are rotated relative to each other by 90 °, and an additional perforated 5 bath plate is installed under each contact plate.
В основании контактных тарелок между форсунками выполнены крестообразные вырезы.At the base of the contact plates between the nozzles, cruciform cuts are made.
Предлагаемое выполнение устройства имеет следующие преимущества.The proposed implementation of the device has the following advantages.
Пленочные плоскощелевые форсунки преобразуют течение жидкости перед распределением в форму пленки с наибольшей поверхностной энергией. Эта форма вл етс неустойчивой и быстро распадаетс , чем обеспечиваетс диспергирование жидкости во всем объеме аппарата между контактной тарелкой и сепаратором. Эффект диспергировани существенно увеличиваетс за счет подачи в форсунки не чистой жидкости , а газожидкостного потока, образованного на нижележащей перфорированной тарелке; струйки газа, поступающего в форсунку, способствуют разрыву пленки уже при движении через форсунку. Диспергирование усиливаетс также за счет выполнени в основании тарелки крестообразных вырезов, которые формуют неустойчивые пленки жидкости в сечении тарелки. Все это способствует увеличению поверхности контакта фаз, а следовательно интенсификации процесса массообмена.Film flat-slot nozzles convert the flow of a liquid before it is distributed into the form of a film with the highest surface energy. This form is unstable and quickly disintegrates, thus dispersing the liquid in the entire volume of the apparatus between the contact plate and the separator. The effect of dispersion is significantly increased due to the supply to the nozzles of not a pure liquid, but a gas-liquid stream formed on the underlying perforated plate; streams of gas entering the nozzle, contribute to the rupture of the film already when moving through the nozzle. Dispersion is also enhanced by making cross-shaped cuts at the base of the plate, which form unstable liquid films in the cross section of the plate. All this contributes to the increase in the contact surface of the phases, and therefore the intensification of the process of mass transfer.
Устройство может примен тьс дл систем с низкими напорами газа и жидкости по результатам исследований напор жидкости и газа, достаточный дл диспергировани , составл ет 0,1-0,2 ат.The device can be used for systems with low gas and liquid heads, according to the results of studies, the liquid and gas pressure sufficient for dispersion is 0.1-0.2 at.
Пленочные плоскощелевые форсунки работоспособны при любых соотношени х потоков газа и жидкости. По результатам исследований оптимальным вл етс содержание жидкости в газожидкостном слое, равное 10-15%, что в .100 раз превышает аналогичные значени дл эжекционных пневматических форсунок - и соответственно увеличивает поверхность контакта фаз.Film flat nozzles are efficient at any ratios of gas and liquid flows. According to the research results, the optimum liquid content in the gas-liquid layer is 10-15%, which is .100 times higher than the similar values for ejection pneumatic nozzles - and accordingly increases the surface of contact of the phases.
Пленочные плоскощелевые форсунки выполнены в виде хорошо обтекаемой плоскости , не -содержат внутренних устройств в виде трубок дл подачи жидкости, в св зи с этим их форма имеет минимальное гидравлическое сопротивление и позвол ет работать в услови х введени в систему мелкодисперсной твердой фазы, котора также способствует интенсификации диспергировани жидкости и интенсификации процесса массообмена.Film flat-slot nozzles are made in the form of a well-streamlined plane, do not contain internal devices in the form of tubes for the supply of liquid, and therefore their shape has minimal hydraulic resistance and allows operation under conditions of introduction of a fine solid phase into the system, which also contributes intensifying the dispersion of a liquid and intensifying the process of mass exchange.
Устройство может быть использовано в услови х отклонени его от вертикали; жидкость распределена в объеме несущего газа и не имеет в аппарате вно выраженного уровн , а газовый поток непрерывно перераспредел етс по всему сечению колонны с помощью центробежных сепараторов, работоспособных при значительных углах наг клона.The device can be used in conditions of its deviation from the vertical; the liquid is distributed in the volume of the carrier gas and does not have an explicitly expressed level in the apparatus, and the gas flow is continuously redistributed over the entire cross section of the column using centrifugal separators that are operable at significant angles of the clone.
На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2.FIG. 1 shows the apparatus, a longitudinal section; in fig. 2 — node I in FIG. one; in fig. 3 is a view along arrow A in FIG. 2
Устройство включает корпус 1 со штуцерами 2 и 3 входа и выхода газа и штуцерами 4 и 5 входа Vi выхода жидкой фазы (суспензий). По высоте аппарата размещены контактные тарелки 6, в которых установлены плоскощелевые форсунки 7, выходные щели которых повернуты относительно друг друга на 90°.The device includes a housing 1 with fittings 2 and 3 of the input and output of gas and fittings 4 and 5 of the input Vi of the output of the liquid phase (suspensions). The height of the apparatus placed contact plates 6, in which there are flat-slot nozzles 7, the output slits of which are rotated relative to each other by 90 °.
Между форсунками 7 в основании контактных тарелок 6 предусмотрены крестообразные вырезы 8. Под каждой контактной тарелкой 6 установлена дополнительна перфорированна тарелка 9, а над контактными тарелками размещены вихревые цент робежные сепараторь 10.Between the nozzles 7, cross-shaped cutouts 8 are provided at the base of the contact plates 6. Under each contact plate 6, an additional perforated plate 9 is installed, and a vortex centrifuge separator 10 is placed above the contact plates.
Основание сепаратора вышележащего блока соединено через штуцер 11 переливной трубой 12, включающей кран 13 и гидрозатвор 14 с полостью над перфорированной тарелкой 9 нижележа1цего блока. В узлеThe base of the separator of the overlying block is connected through a fitting 11 by an overflow pipe 12, including a valve 13 and a hydraulic lock 14 with a cavity above the perforated plate 9 of the lower block. In the node
сепаратора концентрично корпусу 1 установлена Перфорированна обечайка 15.the separator is concentric with the housing 1; the perforated shell 15 is installed.
Аппарат работает следующим образом. В корпусе 1 колонны через штуцер 4 верхнего контактного блока подают жидQ кость (суспензию), а вниз колонны через щтуцер 2 подают газ. На перфорированной тарелке 9 верхнего контактного блока образуетс газожидкостный барботажный слой, движущийс пр мотоком снизу вверх в плоскощелевые форсунки вышележащейThe device works as follows. In the body 1 of the column, liquid (bone) is supplied through the nozzle 4 of the upper contact block, and gas is supplied down the column through the syringe 2. On the perforated plate 9 of the upper contact block, a gas-liquid bubbling layer is formed, moving right up from the bottom to the flat slot nozzles upstream
5 тарелки 6. Форсунки преобразуют течение жидкости в форму пленок, которые вл ютс неустойчивыми и быстро распадаютс на струйки и капли. Распад жидкости увеличиваетс за счет подачи в форсунки газожидкостного потока, образованного на5 trays 6. The nozzles convert the flow of fluid into film forms that are unstable and quickly disintegrate into streams and droplets. The disintegration of the liquid increases due to the supply to the nozzles of the gas-liquid stream formed on
0 Нижележащей перфорированной тарелке; струйки газа, поступающего в форсунку, способствуют разрыву пленки уже при движении через форсунки. При введении в систему мелкодисперсной твердой фазы диспергирование .жидкости также интенсифи цируетс за счет взаимодействи частичек твердой фазы с пленками жидкости.0 underlying perforated plate; streams of gas entering the nozzle, contribute to the rupture of the film already when moving through the nozzles. When a fine solid phase is introduced into the system, the dispersion of the liquid is also intensified due to the interaction of the particles of the solid phase with liquid films.
Крестообразные вырезы 8 в основании тарелки 6 также формуют быстро распадающиес пленки, способству увеличению доCross-shaped notches 8 at the base of the plate 6 also form rapidly disintegrating films, contributing to an increase in
0 активной поверхности сечени аппарата . Соотношение потоков жидкости и гп за выбирают таким образом, чтобы обеспечить в объеме аппарата оптимальное диспергирование и максимальную поверхность контакта, име ввиду, что при увеличении0 the active surface of the apparatus. The ratio of fluid flows and gp per is chosen in such a way as to ensure in the apparatus volume an optimal dispersion and maximum contact surface, having in mind that with increasing
5 жидкостной нагрузки возможна коалесценци капель и снижение поверхности контакта . После контактировани фаз в объеме над тарелкой с форсунками газожидкостный слой попадает в вихревой центробежный сепаратор 10, где происходит разделе ние сло на газ и жидкость (суспензию). Дл усилени эффекта сепарации установлена обечайка 15. Газ удал етс из аппарата через штуцер 3, а жидкость поступает через штуцер 11 в перелив 12 откуда по5 даетс дл повторного контакта на перфорированную тарелку 9 нижележащего контактного блока. Дл исключений проскока газа через перелив, мину контактные тарелки.5 liquid load possible coalescence of droplets and a decrease in the contact surface. After contacting the phases in the volume above the nozzle plate, the gas-liquid layer enters the vortex centrifugal separator 10, where the layer is separated into gas and liquid (suspension). To enhance the separation effect, a shell 15 is installed. The gas is removed from the apparatus through the nozzle 3, and the liquid enters through the nozzle 11 into the overflow 12, from where it is given 5 to re-contact the perforated plate 9 of the underlying contact block. For exceptions, gas breakthrough through overflow, contact plates.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823471255A SU1053843A1 (en) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | Apparatus for conducting mass-transfer processes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823471255A SU1053843A1 (en) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | Apparatus for conducting mass-transfer processes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1053843A1 true SU1053843A1 (en) | 1983-11-15 |
Family
ID=21022666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU823471255A SU1053843A1 (en) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | Apparatus for conducting mass-transfer processes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1053843A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU198457U1 (en) * | 2020-03-10 | 2020-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | FILM HEAT AND MASS EXCHANGE UNIT |
| RU2733943C1 (en) * | 2019-10-08 | 2020-10-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина (ФГАОУ ВО "РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина) | Method of oil cleaning from hydrogen sulphide |
-
1982
- 1982-07-14 SU SU823471255A patent/SU1053843A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| I. Авторское свидетельство СССР № 161688, кл. В 01 D 3/28, 1967, 2.Авторское свидетельство СССР № 691170, кл. В 01 D 53/20, 1975. 3.Патент Англии № 1531918, кл. В 1 R, 1967. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733943C1 (en) * | 2019-10-08 | 2020-10-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина (ФГАОУ ВО "РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина) | Method of oil cleaning from hydrogen sulphide |
| RU198457U1 (en) * | 2020-03-10 | 2020-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | FILM HEAT AND MASS EXCHANGE UNIT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0324763B1 (en) | A method for cleansing gases and apparatus herefor | |
| US3766720A (en) | Centrifugal separator | |
| US20080066622A1 (en) | Reflecting packed column | |
| RU2650967C1 (en) | Method for purifying gases and device therefor | |
| CZ40696A3 (en) | Atomizing tube for bringing a gas into contact with a liquid, method of forming the contact of a gas with a liquid and apparatus for making the same | |
| US3651619A (en) | Apparatus for purification of gas | |
| US4320092A (en) | Reaction vessel | |
| JPS6099321A (en) | Apparatus for treating mixture of liquid and gas | |
| SU1053843A1 (en) | Apparatus for conducting mass-transfer processes | |
| JPH0113896B2 (en) | ||
| US3567194A (en) | Wet approach venturi scrubber | |
| GB2031747A (en) | Gas-liquid dissolving tank | |
| RU2146556C1 (en) | Methyl formate synthesis reactor | |
| SU1820857A3 (en) | Process and unit for purification of waste gases | |
| US2596105A (en) | Column apparatus | |
| RU2040957C1 (en) | Bubbling absorber | |
| US3295841A (en) | Liquid-vapor contact method and apparatus | |
| US2321839A (en) | Heating and deaerating of liquids | |
| RU2096069C1 (en) | Device for gas cleaning | |
| SU944599A1 (en) | Mass-exchange gas-lift apparatus | |
| SU1124991A1 (en) | Mass-transfer apparatus | |
| RU1813471C (en) | Contact member of vortex plate | |
| SU405558A1 (en) | ||
| SU330875A1 (en) | VORTEX MASS-EXCHANGE COLUMN | |
| RU2084269C1 (en) | Method and device for organization of contact between liquid and gas |