SU1466775A1 - Массообменный аппарат дл взаимодействи газа (пара) с жидкостью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к конструкции массообменного аппарата дл  взаимодействи  газа (пара) с жидкостью, позвол ет интенсифицировать массообменные процессы , протекающие в системах газ (пар) -- жидкость и может найти применение в 2х;- Фиг 2 химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отрасл х промышленности . Цель изобретени  - увеличение пропускной способности аппарата по жидкой фазе и повышение чистоты отбора целевых продуктов. Массообменный аппарат содержит корпус 1 с расположенными по высоте перфорированными тарелками 2 и переливные устройства 3. В отверсти х 4 каждой тарелки размещены патрубки 5, над каждой парой которых закреплена дугообразна  трубка 6, концы которой расположены с зазором 7 к основанию тарелки и с радиальным зазором 8 к патрубкам 5. В верхней части дугообразной трубки 6 выполнено отверстие 9, а в нижней части на концах трубки выполнены отверсти  10, которые перекрываютс  наружными стаканами 11, установленными с зазором к тарелке и плотно примыкающими в верхней части к поверхности трубок. В результате увеличиваетс  количество жидкости, подвергающейс  межфазному взаимодействию, и увеличиваетс  движуща  сила массоопереноса по длине контакта. 2 ил. (Л 4 о: О5 ел

Description

Изобретение относитс  к контактным устройствам дл  осуществлени  процессов тепло- и массообмена в газо(паро)-жидкостных системах, .может найти применение в процессах абсорбции, десорбции, хемосорб- ции и ректификации и предназначено преимущественно дл  проведени  абсорбционных и ректификационных процессов в услови х повыщенной нагрузки по жидкой фазе. Целью изобретени   вл етс  увеличение пропускной способности аппарата по жидкой фазе, диапазона устойчивой работы и повышению чистоты отбора целевых продуктов. На фиг. 1 представлен аппарат, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1 с расположенными по высоте горизонтальными перфорированными тарелками 2 и переливными устройствами 3. В отверсти х 4 каждой тарелки размещены патрубки 5, над каждой парой которых закреплена дугообразна  трубка 6, концы которой расположены с зазором 7 к основанию тарелки и с радиальным зазором 8 к патрубкам 5. В верхней части дугообразной трубки 6 в стенке, обращенной -к основанию тарелки 2, выполнено отверстие 9. В,нижней части на концах трубки выполнены отверсти  10, которые перекрываютс  наружными стаканами 11, плотно примыкающими к поверхности трубки 6 сверху, а снизу образующими зазоры 12 с основанием тарелки 2 и радиальные зазоры 13 с дугообразной трубкой 6.

Аппарат работает следующим образом. Жидкость (ее движение показано сплошными стрелками) поступает с вышележащей тарелки по переливу 3 и растекаетс  по основанию тарелки 2. При этом она заполн ет зазоры 13, а через зазоры 7 и 8 поступает внутрь дугообразных трубок 6. Здесь жидкость подхватываетс  газом (паром), поступающим с нижележащей тарелки через патрубки 5 (его движение показано пунктирными стрелками), и образовавшиес  двухфазные потоки начинают перемещатьс  по дугообразным трубам 6 вверх. При этом через отверсти  10 в них поступают свежие порции жидкости, что увеличивает количество жидкой фазы, подвергающейс  межфазному взаимодействию, и увеличивает движущую силу массопереноса по длине контакта. В верхней части дугообразных трубок газо(паро) жидкостные потоки соудар ютс  и происходит дополнительный массо- обмен между фазами, а также гащение кинетической энергии потоков, что в дальнейшем способствует сепарации фаз.

Проконтактировавша с  в трубках 6 газо(паро)жидкостна  смесь через отверсти  9 выбрасываетс  в сторону основани  тарелки 2. Газ (пар), расшир  сь и тер   свою скорость, устремл етс  на вышележащую тарелку, а жидкость, растека сь

по основанию, вступает в контакт с газом (паром) в последующих дугообразных трубках 6, пока не достигнет перелива 3, по которому перетекает на нижележащую тарелку. Наличие стаканов 11 создает надежный гидрозатвор на тарелке, исключа  возможность прорыва газа (пара) на внутренней полости трубок 6 через отверсти  10. В результате обеспечиваетс  устойчива  работа аппарата при повышенных нагруз- ках по обеим фазам.

Проведены сравнительные лабораторные испытани  тарелки с дугообразными трубками предлагаемой конструкции и с дугообразными трубками по прототипу. 5 Использовались трубки диаметром 40 мм и высотой 200 мм, диаметр газовых патрубков составл л 30 мм, их высота 20 мм. В трубках .предлагаемой конструкции диаметр наружных стаканов равен 50 мм, диаметр отверстий 3 мм, число отверстий 0 80, шаг размещени  отверстий равен 10. Исследовани  проводились в аппарате диаметром 300 мм. Результаты гидродинамических испытаний показали, что за счет увеличени  свободного сечени  дл  прохода 5 жидкой фазы дугообразные трубки предлагаемой конструкции позвол ют более чем в 2 раза повысить пропускную способность по жидкости по сравнению с известной конструкцией.

Исследовани  по массообмену прово- 0 дились на примере абсорбции двуокиси углерода из газовоздушной смеси водопроводной водой при атмосферном давлении.. С тем, чтобы иметь возможность обеспечить одинаковую нагрузку сравниваемых конструкций по жидкости, диаметр газовых 5 патрубков у трубок по прототипу был уменьшен до 17,5 мм.

Скорость газа в трубках поддерживалась посто нной и равной 12 м/с, а плотность орошени  на сечение трубки варьировалась от 326 до 2600 . Концентраци  СО2 в газе составл ла 10 об.%.

По результатам экспериментов определ лась степень насыщени  абсорбента. При работе предлагаемой конструкции, начина  с некоторого значени  плотности г орошени , обнаружена тенденци  к росту степени насыщени  абсорбента, а следовательно , и эффективность массообмена. Визуальными наблюдени ми и фотографированием гидродинамической обстановки в зоне контакта удалось установить, что при плот- Q кост х орошени  выше 1500 м /м ч обра- зуюшиес  в перфораци х струи жидкости, соудар  сь между собой, создают в сечении контактной трубки плотную жидкостную завесу. По мере увеличени  орошени  плотность жидкостной завесы растет, способ- 5 ству  более интенсивному силовому воздействию фаз. Это, в свою очередь, обеспе чивает образование высокоразвитой поверхности межфазного контакта и достаточно высокую степень турбулизации жидкой фазы вследствие высоких относительных скоростей как в момент образовани  двухфазного потока, так и на последующих участках контактной трубы.

Таким образом, результаты исследований позвол ют заключить, что аппарат пред- /лагаемой конструкции обладает повышенной производительностью и разделительной

щий корпус с расположенными по высоте перфорированными тарелками с патрубками, над каждой парой которых коаксиально к ним и на рассто нии от основани  тарелки размещена дугообразна  трубка, имеюща  отверстие в верхней части, и переливные устройства, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  пропускной способности аппарата по жидкой фазе, диапазона устойчивой работы и повышени  чистоты отбора

способностью, что в свою очередь, обуслов- целевых продуктов, нижн   часть дугообл ивает увеличение производительности в це-разных трубок выполнена с отверсти ми

лом и повышение качества целевых про-и снабжена коаксиально расположенным

дуктов. .наружным стаканом, установленным с заФормула изобретени зором к основанию тарелки и плотно мыкающим в верхней части к поверхности

Массообменный аппарат дл  взаимодей-дугообразной трубки с перекрытием ее отстви  газа (пара) с жидкостью, включаю-верстий.

щий корпус с расположенными по высоте перфорированными тарелками с патрубками, над каждой парой которых коаксиально к ним и на рассто нии от основани  тарелки размещена дугообразна  трубка, имеюща  отверстие в верхней части, и переливные устройства, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  пропускной способности аппарата по жидкой фазе, диапазона устойчивой работы и повышени  чистоты отбора

целевых продуктов, нижн   часть дугооб

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Массообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, включаю щий корпус с расположенными по высоте перфорированными тарелками с патрубками, над каждой парой которых коаксиально к ним и на расстоянии от основания тарелки с размещена дугообразная трубка, имеющая отверстие в верхней части, и переливные устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения пропускной способности аппарата по жидкой фазе, диапазона ' устойчивой работы и повышения чистоты отбора целевых продуктов, нижняя часть дугообразных трубок выполнена с отверстиями и снабжена коаксиально расположенным наружным стаканом, установленным с зазором к основанию тарелки и плотно при15 мыкающим в верхней части к поверхности дугообразной трубки с перекрытием ее отверстий.