SU1095917A1 - Тепломассообменна колонна - Google Patents

Abstract

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ КОЛО НА, содержаща  корпус, внутри котор го с зазором друг относительно друг на опорных решетках размещены слои насадки, отличающа с  тем, что, с целью интенсификации процесса путем создани  зон устойчивого эмульгировани  во всех сло х насадки и их более равномерного орошени , она снабжена расположенными снаружи корпуса трубопроводами, концы которых размещены между сло ми насадки , и перегородками, выходные отверсти  трубопроводов размещены над входными отверсти ми трубопроводов, а перегородки расположены между отверсти ми . 2.Колонна по п. 1, отличающа  с   тем, что концы трубопроводов снабжены патрубками, расположенными коаксиально корпусу. 3.Колонна по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что патрубки j трубопроводов выполнены перфорированными . 4.Колонна по п. 1, отличающа  с   тем, что концы трубопроводов расположены на уровне стенки корпуса.

Description

Изобретение относитс  к конструкци м насадочных колонн, примен емых в химической и других смежных отрасл х промьшшенности дл  проведени  процессов тепломассообмена между газом (паром) и жидкостью.

Избестна колонна, состо ща  из корпуса, опорной решетки и сло  насадки/ работающа  в высокоэффективном режиме эмульгировани  .

Недостатками данной колонны  вл ютс  невозможность создани  устойчивого режима эмульгировани , его неуправл емость и недостаточна  пропусна  способность, котора  определ етс , главным образом, характеристиками насадки.

Это обусловлено тем, что режим эмульгировани  осуществл етс  при одной посто нной скорости движени  потоков . Незначительное отклонение от этой скорости приводит либо к полному захлебыванию колонну и выбросу жидкости, либо к срыву режима эмульгировани .

Известна также колонна, состо ща  из корпуса и слоев насадки, между которыми установлены устройства дл  перераспределени  жидкости С 2}.

Недостатками такой колонны  вл ютс  невозможность создани  в сло х насадки зон устойчивого эмульгировани , их неуправл емость и недостаточна  пропускна  способность, что объ сн етс  указанными причинами.

Известно насадочноё. устройство дл  массообменных аппаратов, состо ш ее из корпуса с трем  периодически чередующимис  по его высоте сло ми насадки, причем свободное сечение среднего сло  в 2-10 раз больше свободного сечени  верхнего сло , который , в свою очередь, имеет свободное сечение в 2-8 раз большее, чем нижний слой, в котором установлено распределительное устройство дл  жидкости , выполненное в виде вертикального цилиндра, заглушенного с нижнего торца и снабженного горизонтальными радиальными перфорированными патрубками и направл ющими вертикалькыми пластинами С33.

Однако известному устройству присущи недостаточные тепломассообменна  и пропускна  способности, неуправл емость зон устойчивого эмульгировани  и неравномерность орошени  слоев насадки.Недостаточна  хепломассообменна  способность обусловлена неэффективным использованием слоев насадки, так как лишь примерно 1,0-1,5 сло  из 3 зан ты зоной устойчивого эмульгировани , а также тем, что определенное количество жидкости не взаимодействует с газом (паром) в нижнем, самом активном, слое насадки, так как часть ее. сразу, а друга  часть,

едва попав на слой насадки,.оказываютс  в распределительном устройстве дл  жидкости.

Недостаточна  пропускна  способность и неуправл емость зон устойчивого эмульгировани   вл ютс  следствием невозможности целенаправленного варьировани  количеством газа (пара / проход щим через слои насадки, при его посто нном или переменном общем расходе. Недостаточна  пропускна  способность объ сн етс  также тем, что распределительные устройства дл  жидкости расположены в сло х насадки и перекрывают часть их сечени .

Орошение слоев насадки осуществл етс  через ограниченное количество радиальных перфорированных патрубков что вызывает его неравномерность. Увеличение числа патрубков усугубл е отрицательный эффект перекрыти  части поперечного сечени  слоев насадки Кроме того, этот недостаток обусловлен неравномерным истечением жидкости по длине каждого из патрубков.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса путем создани  регулируемых зон устойчивого эмульгировани  во . всех сло х насадки и их более равномерного орошени .

Поставленна  цель достигаетс  тем что тепломассообменна  колонна, содержаща  корпус с размещенными в нем сло ми насадки, снабжена расположенными снаружи корпуса трубопроводами, концы которых размещены между сло ми насадки,,и перегородками, выходные отверсти  трубопроводов размещены над входными отверсти ми других трубопроводов , а перегородки расположены между отверсти ми.

Концы трубопроводов снабжены патрубками ,расположенными коаксиально корпусу.

Патрубки трубопроводов выполнены

перфорированными.

Концы трубопроводов расположены на уровне стенки корпуса.

На фиг. 1 показана предлагаема  колонна ш с входными и выходными отверсти ми на патрубках, расположенных концами коаксиально корпусу, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с отверсти ми в стенке корпуса колонны .

Колонна состоит из корпуса 1, слоев 2 - 4 насадки и их трубопроводов, играющих роль байпасов, выполненных в виде внешних трубопроводов 5-7, каждый из которых снабжен устройством , регулирующим его проходное сечение , например вентилем или клапаном 8. Входные отвер.сти  9 и 10 и выходные отверсти  11 и 12 байпасов, принадлежащих соседним сло м насадки , расположены в зазоре между ними, причем отверсти  11 и 12 расположены выше отверстий 9 и 10 соответственно . Концы трубопроводов снабжены перфорированными патрубками 13 и 14, снабженными глухими горизонтальными перегородками 15 и 16, имеющими диаметры , превышающие диаметры выходных патрубков, В случае расположени  кон цов трубопроводов на стенке корпуса входные и выходные отверсти  Tpy6iOпроводов надо располагать так, чтобы лучи, проход щие через ось корпуса и центры этих отверстий, при совмещении в одной горизонтальной плосК1ОСТИ образовывали центральный угол, равный 1-30. В этом случае над входными отверсти ми 9 и. 10 целесообразно установить отбойные перегородки н виде горизонтальных пластин 17 и 18, закрепленных на корпусе 1,

Колонна работает следующим образом .

Газ (пар| и жидкость подаютс  в колонну соответственно снизу и сверху в количествах, обеспечивающих превышение скорости движени  потоков, при которой осуществл етс  режим эмульгировани .

Больша  часть газа (пара, провзаимодействовав с жидкостью в высокоэффективном режиме эмульгировани  в слое 2 насадки, оказываетс  в пространстве между сло ми 2 и 3 насадки Вследствие положительной разности давлений до и после сло  3 насадки и наличи  отверсти  9 часть газа (пара) устремл етс  в обход этого сло  по внешнему трубопроводу, а остальна , как правило, больша  част газа (napaj, взаимодейству  с падацощими стру ми и капл ми жидкости, продолжает восход щее движение и перед ее внедрением в слой 3 насадки к ней через отверсти  11, как бы взамен ранее отобранной через отверсти  9 части газа (пара), присоедин етс  газ (пар), обходивший слой 2 насадки по внешнему трубопроводу 5 и который , таким образом, уже в слое 3 насадки взаимодействует с жидкостью в высокоэффективном режиме эмульгировани , причем более интенсивно, чем основна  масса газа (пара| из-за большей разности концентраций и температур .

AJ тoмaтйчecкyю стабилизацию режима эмульгировани  в слое 3 насадки обеспечивает наличие потока газа inapa) во внешнем трубопроводе 6, а высота уровн  эмульсии, котора  зависит от количественной характеристики этого потока, контролируетс  по показани м, например, дифманометра или уровнемера с помощью вентил  или клапана 8 вручную или автоматически соответственно.

Глуха  горизонтальна  перегородка 15 не только предотвреадает смещение потоков газа (пара), перепускаемых по байпасам соседних слоев 2 и 3 насадки, но, как и горизонтальна  пластина 17, не дает возможность жидкости попадать во входные отверсти  9.

Аналогична  последовательность разделени  и смешени  потоков газа (пара / и их регулировка осуществл ютс  и в следующем по ходу газа (пара) пространстве между сло ми 3 и 4 насадки и т.д., что позвол ет создать зоны устойчивого эмульгировани  любой требуемой высоты во всех сло х насадки и притом при большей, по сравнению с прототипом скорости газа (пара ) по колонне и большей равномернос;ти орошени  слоев насадки при отсутствии в них специальных распределительных устройств дл  жидкости, что дополнительно обеспечивает некоторый прирост производительности колонны по газу (пару) и жидкости.

Конструкци  предлагаемой колонны, позвол   варьировать количествами газа (паза), проход щими через слои насадки, предоставл ет возможность варьировать и производительностью колонны по жидкости при функционировании управл емых зон устойчивого эл ульгировани  во всех сло х насадки.

Таким образом, в предлагаемой ко-, лонне объем насадки, зан тый зонами устойчивого эмульгировани , в 2-3 раза больше, чем в известном устройстве , при равной суммарной высоте и поперечном сечении слоев насадки, а пропускна  способность по газу (пару/ при этом может быть повышена в 1,5 и более раз.

Claims (4)

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ КОЛОННА, содержащая корпус, внутри которого с зазором друг относительно друга на опорных решетках размещены слои насадки, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации корпуса.

процесса путем создания зон устойчивого эмульгирования во всех слоях насадки и их более равномерного орошения, она снабжена расположенными снаружи корпуса трубопроводами, концы которых размещены между слоями насадки, и перегородками, выходные отверстия трубопроводов размещены над входными отверстиями трубопроводов, а перегородки расположены между отверстиями .

2. Колонна поп. 1, отличающая с я тем, что концы трубопроводов снабжены патрубками, расположенными коаксиально корпусу.

3. Колонна по пп. 1 и 2, о т л ич ающ ая с я тем, что патрубки трубопроводов выполнены перфорированными.

4. Колонна поп. 1, отличающая с я тем, что концы трубопроводов расположены на уровне стенки <1