SU1303170A1

SU1303170A1 - Heat-mass exchange column

Info

Publication number: SU1303170A1
Application number: SU853999351A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Васильевич Агеев; Александр Андреевич Лакомкин; Геннадий Васильевич Турунцев; Мечислав Иванович Шибутович; Василий Васильевич Ходневский; Анатолий Афанасьевич Самойлов
Original assignee: Гродненское производственное объединение "Азот" им.С.О.Притыцкого
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-04-15

Abstract

Изобретение относитс к аппаратам дл проведени тепломассообменных процессов и может использоватьс в химической и смежных с ней отрасл х промышленности, в частности дл процессов ректификации, абсорбции десорбции и охлаждени жидкости (газа) при непосредственном контакте. Целью изобретени вл етс интенсификаци тепломассообменных процессов за счет повышени скорости газа и количества циркулирующей жидкости в зоне контакта. В пространстве сепарационный элемент 5 - тарелка 3 размещен брызгоуловитель 10 в виде пакета наклонных однонаправленных пластин 11, перекрывающих друг друга. Пластины 11 равномерно размещены нижним концом на конусе 8 сепарационного элемента 5, верхним концом - на корпусе 1 колонны. Боковые кромки пластин 11 снабжены отбор- товкой 12, направленной внутрь устройства под острым углом к пластине II, при этом отбортовки 12 выполнены профилированными по кривой выпуклостью внутрь. Пластины 11 брызгоуловител 10 имеют направление , противоположное направлению лопастей . 2 3. п. ф-лы, 4 ил. 9 (Л i CAD О СО Я The invention relates to apparatus for carrying out heat and mass transfer processes and can be used in the chemical and related industries, in particular for the processes of rectification, absorption, desorption, and cooling of a liquid (gas) by direct contact. The aim of the invention is to intensify heat and mass transfer processes by increasing the gas velocity and the amount of circulating fluid in the contact zone. In space, the separating element 5 - the plate 3 is placed sprinkler 10 in the form of a package of inclined unidirectional plates 11, overlapping each other. Plate 11 is uniformly placed the lower end on the cone 8 of the separation element 5, the upper end on the housing 1 of the column. The side edges of the plates 11 are provided with a screening 12 directed inwards of the device at an acute angle to the plate II, while the flanges 12 are made inwardly shaped in a curved form. The plates 11 of the spatula 10 have a direction opposite to the blades. 2 3. p. F-ly, 4 ill. 9 (L i CAD O CO I

Description

Изобретение относитс к аппаратам дл проведени тепломассообменных процессов и может использоватьс в химической и смежных с ней отрасл х промышленности, в частности дл процессов ректификации, абсорбции , десорбции и охлаждени жидкости (газа ) при непосредственном контакте.The invention relates to apparatus for carrying out heat and mass transfer processes and can be used in the chemical and related industries, in particular for the processes of rectification, absorption, desorption and cooling of a liquid (gas) by direct contact.

Целью изобретени вл етс интенсификаци тепломассообменных процессов за счет повышени скорости газа и количества циркулирующей жидкости в зоне контакта.The aim of the invention is to intensify heat and mass transfer processes by increasing the gas velocity and the amount of circulating fluid in the contact zone.

На фиг. 1 изображена колонна, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.FIG. 1 shows a column, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; in fig. 4 shows a section B-B in FIG. one.

Тепломассообменна колонна включаетHeat and mass transfer column includes

ходит сепарационнй элемент 5 и приобре- taeT направленное многоструйное движение благодар лопаст м 6. При этом часть жидкости под действием инерционных сил достигает отбойный элемент 9 и посредством егоseparating element 5 moves and a directed multi-jet motion is acquired through taeT due to blade 6. At the same time, part of the fluid under the action of inertial forces reaches the fender element 9 and

5 направл етс в кольцевое пространство, образованное корпусом 1 и контактным патрубком 4, откуда по переливной трубе 15 отводитс в гидрозатвор, образованный между переливной трубой 15 и дополнительной5 is directed into the annular space formed by the housing 1 and the contact nipple 4, from where it is drained through the overflow pipe 15 to the hydraulic lock formed between the overflow pipe 15 and the additional

10 трубой 13. Остальна часть жидкости после сепарационного элемента 5 транспортируетс газовым потоком. Продвига сь по высоте зоны сепарационный элемент 5 - бар- ботажна тарелка 3 выц1ележаш,его контактного устройства, газожидкостной поток посвертикальн корпус 1. Внутри корпуса разме- 15 тупает в брызгоуловитель 10 и приобретает шены по высоте контактные устройства 2, направленное движение за счет пластин 11. каждое из которых содержит барботажную Благодар тому, что направление лопастей 3 с направл ющим контактным пат- 6 сепарационного элемента 5 противополож- пубком 4 В верхней части контактного пат- но направлению пластин 11 брызгоуловител Кубка 4 размец1,ен сепарационный элемент 5, JQ О- происходит возрастание крутки потока и обпазованный вертикальными однонаправ- увеличение эффекта инерционного осажде- пенными лопаст ми 6, которые закреплены ни- ни капель на пластинах 10 при натека- жним концом на кольце 7, верхним - на кону- ним на них газожидкостного потока. Разме- се 8 На рассто нии в зоне сепаратора и зазо- щение пластин 11 с перекрытием друг от- пом к КОРПУСУ установлен отбойный элемент 9. носительно друга устран ет проход потока В пространстве сепарационный элемент 5 - 25 без взаимодействи с пластинами 11, что таоеакаЗ вышележащего контактного устрой- повышает эффект выделени капель из по- ства размещен брызгоуловитель 10 в виде па- тока. Взаимодействие газожидкостного пото- кета наклонных однонаправленных пластин ка с пластинами 11 приводит к обра- 11 перекрывающихдругдруга. Пластины 11 зованию вращательного движени потока равномерно размещены нижним концом на ко- внутри брызгоуловител 10. При этом нусе 8 сепарационного элемента 5, верхним 30 капли жидкости, как более т жела фаза, концом на корпусе 1 колонны. Боковые отбрасываютс за счет инерционных сил на10 by pipe 13. The rest of the liquid after separation element 5 is transported by a gas stream. Moving along the zone height separation element 5 - a barbo-plate 3 of your de-interleaver, its contact device, gas-liquid flow in the vertical case 1. Inside the case, space 15 in the drip pan 10 and acquire the height of contact devices 2, the directional movement due to the plates 11 each of which contains a bubbling Thanks to the direction of the blades 3 with the guiding contact of the pat- tern 6 of the separating element 5 opposite to the tab 4 in the upper part of the contact pat- to the direction of the plates 11 of the spray catcher K 4, separation element 5, JQ O- increases the flow twist and is surrounded by vertical unidirection, an increase in the effect of inertial precipitated blades 6, which are fixed on the plates 10 with a leaky end on the ring 7, the upper - on the side of the gas-liquid flow on them. Size 8 At distance in the area of the separator and the closure of the plates 11 with overlapping with each other to the HOUSING, a fender element 9 is installed. Beside the other, the flow passage in space separates the separation element 5–25 without interacting with the plates 11, which is the overlying contact device enhances the effect of droplets from the food; the spout catcher 10 is placed in the form of a vapor. The interaction of the gas-liquid flow of oblique unidirectional plates with the plates 11 leads to those that overlap each other. Plates 11 for the rotational motion of the flow are evenly placed by the lower end on the inside of the spout 10. With this nousa 8 of the separating element 5, the upper 30 are liquid drops, as a heavier phase, at the end of the column case 1. Lateral drops due to inertial forces on

внутреннюю поверхность пластин 11. Благодар тому, что боковые кромки пластин 11 снабжены отбортовками 12, на внутренней поверхности пластин 11 образуетс гидродинамически спокойна зона и капли жидкости, отброшенные на внутреннюю поверхность пластин 11, отдел ютс от газового потока. Выполнение отбортовок 12 профилированными по кривой выпуклостью внутрь обеспе35The inner surface of the plates 11. Due to the fact that the side edges of the plates 11 are provided with flares 12, a hydrodynamically quiet zone is formed on the inner surface of the plates 11 and the liquid droplets thrown on the inner surface of the plates 11 are separated from the gas stream. Flanging 12 profiled curvature inside the curb 35

кромки пластин 11 снабжены отбортовками 12, направленными внутрь устройства под острым углом к пластине 11, при этом от- бортовки 12 выполнены профилированными по кривой выпуклостью внутрь. Пластины 11 брызгоуловител 10 имеют направление, противоположное направлению лопастей 6. Контактное устройство снабжено дополнительной трубой 13, жестко соединенной с конусом 8 сепарационного элемента 5 и заглуб- 40 ленной в стакан 14, закрепленный на бар- ботажной тарелке 3. Переливна труба 15 контактного устройства 2 расположена с зазором 16 относительно дополнительной трубы 13.the edges of the plates 11 are provided with flares 12, directed inside the device at an acute angle to the plate 11, while the beads 12 are made inwardly shaped in a curved shape. The spatula trap plates 11 have a direction opposite to that of the blades 6. The contact device is equipped with an additional pipe 13, rigidly connected to the cone 8 of the separation element 5 and recessed into the cup 14, mounted on a sponge 3. Overflow pipe 15 of the contact device 2 located with a gap of 16 relative to the additional pipe 13.

чивает обтекание газом пластин 11 без вих- реобразова и , что создает благопри тные гидродинамические услови дл осаждени жидкости на внутренней поверхности пластин 11. За счет н аклонного размещени пластин 11 жидкость, отсепарированна наgas flows around the plates 11 without vortex formation and, which creates favorable hydrodynamic conditions for the deposition of liquid on the inner surface of the plates 11. Due to the inclining placement of the plates 11, the liquid separated into

Устройство работает следуюш,им образом. 45 пластинах 11, стекает по их внутренней поВосход щий газовый поток из нижележащего контактного устройства 2 проходит через барботажную тарелку 3 и диспергирует жидкость, поступаюнгую на тарелку из цилиндрического стакана 15 гидрозатвора 13.The device works in the following way. 45 plates 11, flows through their internal ascending gas flow from the underlying contact device 2 passes through a bubble plate 3 and disperses the liquid flowing to the plate from a cylindrical cup 15 of the hydraulic seal 13.

Благодар тому, что газ имеет высокую скорость, в контактном патрубке 4 образуетс высокотурбулизированный газожидкостной поток с непрерывно обновл ющейс поверхностью контакта фаз, что приводит к ин50Due to the fact that the gas has a high speed, a highly turbulized gas-liquid flow with a continuously updated contact surface of the phases is formed in the contact nozzle 4, which leads to

верхности на конус 8 сепарационного элемента 5 и поступает в гидрозатвор, образованный между переливной трубой 15 и дополнительной трубой 13, откуда подаетс на барботажную тарелку 3. За счет того, что переливна труба 15 вышележащего контактного устройства заглублена с зазором 16 в гидрозатвор, накоплени жидкости на конусе 8 не происходит и создаетс контур циркул ции жидкой фазы в контактном усттенсификации тепломассообмена, особенно 55 ройстве, что интенсифицирует процесс тепло- дл систем, в которых диффузионное сопро- массообмена за счет увеличени времени контакта фаз, особенно дл систем, в которых диффузионное сопротивление массопередачиsurfaces on the cone 8 of the separation element 5 and enters the hydraulic lock formed between the overflow pipe 15 and the additional pipe 13, from where it is fed to the bubbling plate 3. Due to the fact that the overflow pipe 15 of the overlying contact device is recessed with a gap 16 in the hydraulic lock, accumulating liquid the cone 8 does not occur and a circulation circuit of the liquid phase is created in the contact ustsenification of heat and mass transfer, especially in the field of operation, which intensifies the process of heat for systems in which diffusion even increases the contact time of the phases, especially for systems in which the diffusion resistance of mass transfer

тивление массопередачи сосредоточено в газовой фазе. Далее газожидкостной поток проходит сепарационнй элемент 5 и приобре- taeT направленное многоструйное движение благодар лопаст м 6. При этом часть жидкости под действием инерционных сил достигает отбойный элемент 9 и посредством егоMass transfer is concentrated in the gas phase. Next, the gas-liquid flow passes through the separating element 5 and acquires a directed multi-jet motion due to the blade 6. At the same time, part of the liquid reaches the fender element 9 under the action of inertial forces and

0 трубой 13. Остальна часть жидкости после сепарационного элемента 5 транспортируетс газовым потоком. Продвига сь по высоте зоны сепарационный элемент 5 - бар- ботажна тарелка 3 выц1ележаш,его контактного устройства, газожидкостной поток пос5 тупает в брызгоуловитель 10 и приобретает направленное движение за счет пластин 11. Благодар тому, что направление лопастей 6 сепарационного элемента 5 противополож- но направлению пластин 11 брызгоуловител Q О- происходит возрастание крутки потока и увеличение эффекта инерционного осажде- ни капель на пластинах 10 при натека- ним на них газожидкостного потока. Разме- щение пластин 11 с перекрытием друг от- носительно друга устран ет проход потока 5 без взаимодействи с пластинами 11, что повышает эффект выделени капель из по- тока. Взаимодействие газожидкостного пото- ка с пластинами 11 приводит к обра- зованию вращательного движени потока внутри брызгоуловител 10. При этом 30 капли жидкости, как более т жела фаза, отбрасываютс за счет инерционных сил на0 by tube 13. The rest of the liquid after separation element 5 is transported by a gas stream. Moving along the height of the zone, the separation element 5 - the barbotting plate 3 of the demolition, its contact device, the gas-liquid stream goes into the sprinkler 10 and acquires a directional movement due to the plates 11. Because the direction of the blades 6 of the separation element 5 is opposite to the direction The spatter trap Q O- plates 11 increase the flow twist and increase the effect of the inertial sedimentation of droplets on the plates 10 when the gas-liquid flow leaks onto them. Placing the plates 11 overlapping each other prevents passage of the flow 5 without interacting with the plates 11, which increases the effect of droplet release from the flow. The interaction of the gas-liquid flow with the plates 11 leads to the formation of a rotational movement of the flow inside the splash trap 10. At the same time, 30 drops of liquid, as a heavier phase, are rejected due to inertial forces

пластинах 11, стекает по их внутренней попластинах 11, стекает по их внутренней поplates 11, flows along their inner pop-plates 11, flows down along their inner

верхности на конус 8 сепарационного элемента 5 и поступает в гидрозатвор, образованный между переливной трубой 15 и дополнительной трубой 13, откуда подаетс на барботажную тарелку 3. За счет того, что переливна труба 15 вышележащего контактного устройства заглублена с зазором 16 в гидрозатвор, накоплени жидкости на конусе 8 не происходит и создаетс контур циркул ции жидкой фазы в контактном устройстве , что интенсифицирует процесс тепло- массообмена за счет увеличени времени контакта фаз, особенно дл систем, в которых диффузионное сопротивление массопередачиsurfaces on the cone 8 of the separation element 5 and enters the hydraulic lock formed between the overflow pipe 15 and the additional pipe 13, from where it is fed to the bubbling plate 3. Due to the fact that the overflow pipe 15 of the overlying contact device is recessed with a gap 16 in the hydraulic lock, accumulating liquid the cone 8 does not occur and a circulation circuit of the liquid phase is created in the contact device, which intensifies the process of heat and mass transfer by increasing the contact time of the phases, especially for systems in which diffusion rotivlenie mass transfer

сосредоточено в газовой фазе. Газ, освобожденный от капель в брызгоуловителе 10, поступает в вышерасположенное контактное устройств.concentrated in the gas phase. The gas released from the droplets in the sprinkler 10 enters the upstream contact device.

Claims

1. Heat and mass transfer column, including the case, inside which the contact devices are placed in height, each of which contains a filamentous plate with a receiving cup and with a conical pipe installed on it with a separation element in the upper part, a baffle element and the overflow pipe installed in the center, the lower end of which is located in the receiving beaker, characterized in that, in order to intensify the heat and mass transfer by increasing the gas velocity and the circulation of the liquid, it is provided with spaced between m element below contact

the device and the plate of the vysographically located contact device with a package of inclined unidirectional plates that overlap each other in plan and are evenly placed with the lower end on the cone of the separating element, the upper end on the column body, and the lateral edges of the plates are provided with flanges directed inside the device at an acute angle to the plate and the contact device is equipped with an additional pipe installed coaxially with respect to and with a gap of the overflow pipe of the underlying contact device.

2. Column according to claim 1, characterized in that the direction of the blades of the separation element is opposite to the direction of the plates of the stack.

3. Column on PP. 1 and 2, characterized in that the flanges are made inwardly shaped in a curved shape.

figure 2.

5-6

b-in

fig a

thebes

Editor N. Gorvat Order 1241/7

VNIIPI USSR State Committee for Inventions and Discoveries

I3035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Production and printing company, Uzhgorod, ul. Project, 4

Compiled by S. Baranova

Tehred I. VeresKorrektor M. Samborska

Circulation 657 Subscription