Изобретение относитс к аппаратам дл проведени массообменных процессов в системах газ-жидкость, в частности к абсорбционным и ректификационным колоннам, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой промыт л енност х. Известны массообменные аппараты, содержащие корпус, расположенные в корпусе контактные тарелки и переливные устройства 1. Газ и жидкость в таких аппаратах движутс по схеме противотока. Вследствие этого скорости их движени ограничены ростом уноса жидкости при увеличении скорости газа и захлебыванием тарелки при увеличении подачи жидкости. Таким образом, противоток в массообменных аппаратах лимитирует производительность и эффективность массопередачи , котора сильно зависит от скоростей газа и жидкости. Известен также массообменный аппарат дл контактировани газа (пара) с жидкостью , содержащий вертикальный корпус, горизонтальные тарелки с выполненными в них отверсти ми, газо-жидкостные патрубки , закрепленные в отверсти х тарелок, и колпачки с центральными отверсти ми, размещенные над патрубками 2. Недостатками этого аппарата вл ютс изка интенсивность массообмена, узкий иапазон эффективной работы при изменеии нагрузок по газу и жидкости. С целью интенсификации процесса путем создани скоростного газо-жидкостного потока и его сепарации на фазы, а также улучщени перетока жидкости с тарелки на тарелку и повыщени эффективности процесса за счет увеличени поверхности контактировани аппарат снабжен соосно расположенными над газо-жидкостными патрубками дополнительными патрубками, нижний конец которых закреплен в центральном отверстии колпачка и расположен коаксиально внутри газо-жидкостного патрубка, дополнительно аппарат снабжен переточными патрубками, закрепленными верхним торцом в выщележащей тарелке, и чащами, подвещенными к нижним торцам переточных патрубков в виде гидрозатворов, и насадкой, размещенной в газо-жидкостных патрубках.The invention relates to apparatus for carrying out mass transfer processes in gas-liquid systems, in particular, to absorption and distillation columns, and can be used in chemical, petroleum refining, gas, and food industries. Mass transfer devices are known, comprising a housing, contact plates located in the housing, and overflow devices 1. Gas and liquid in such devices move in a countercurrent pattern. As a consequence, their speeds are limited by the increase in liquid entrainment with increasing gas velocity and by flooding the tray with increasing fluid supply. Thus, the countercurrent in mass transfer devices limits the performance and efficiency of mass transfer, which is highly dependent on gas and liquid velocities. Also known is a mass transfer apparatus for contacting gas (vapor) with a liquid, comprising a vertical body, horizontal plates with holes made therein, gas-liquid nozzles fixed in the holes of the plates, and caps with central openings arranged above nozzles 2. Disadvantages This apparatus is characterized by the intensity of mass transfer, a narrow range of effective work with varying loads on gas and liquid. In order to intensify the process by creating a high-speed gas-liquid stream and separating it into phases, as well as improving the flow of liquid from the plate to the plate and increasing the efficiency of the process by increasing the contact surface, the apparatus is equipped with additional pipes coaxially located above the gas-liquid nozzles, the lower end of which fixed in the central hole of the cap and located coaxially inside the gas-liquid pipe, additionally the device is equipped with overflow pipes, fixed bubbled in vyschelezhaschey upper end plate and thickets, podveschennymi to the lower ends of the downcomers in the form of hydraulic locks nozzles, and a nozzle placed in the gas-liquid nozzles.
На чертеже изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез.The drawing shows the proposed apparatus, a longitudinal section.
Массообменный аппарат содержит вертикальный корпус 1 и тарелки 2, с закрепленными в них переточными патрубками 3 с чашами , подвешенными к нижним торцам переточных патрубков в виде гидрозатворов 4. В тарелках закреплены газо-жидкостные патрубки 5. Над патрубками размеш,ены колпачки 6 ,имеюпдие на нижней кромке вырезы 7, например, треугольной формы, дл улучшени распределени газа. Над газо-жидкостными патрубками соосно расположены дополнительные патрубки 8, нижний конец которых закреплен в центрально.м отверстии колпачка и расположен коаксиально внутри газо- жидкостного патрубка. В газо- жидкостны .х патрубках 5 размещена насадка 9.The mass transfer apparatus contains a vertical body 1 and plates 2, with overflow pipes 3 fixed in them with cups suspended at the lower ends of the overflow pipes in the form of hydraulic locks 4. There are gas-liquid pipes 5 attached to the plates 5. Above the pipes are mixed, the caps 6 are on the lower edge of the notch 7, for example, of a triangular shape, to improve the distribution of the gas. Above the gas-liquid nozzles co-axially located are additional nozzles 8, the lower end of which is fixed in the central m opening of the cap and located coaxially inside the gas-liquid nozzle. In the gas-liquid. X nozzles 5 is placed nozzle 9.
Массообменный аппарат работает следующим образом.Mass transfer apparatus operates as follows.
Жидкость поступает с вышележашей тарелки через переточный патрубок 3 и гидрозатвор 4 в нижнюю часть дополнительного патрубка 8. Здесь в зависимости от соотношени нагрузок по газу и жидкости определенна часть жидкости подхватываетс газом и в режиме восход пд,его пр мотока движетс с большой скоростью вверх по кольцево .му зазору между переточным патрубком 3 и дополнительным патрубком 8. При выходе пз кольцевого зазора происходит дробление газо-жидкостного потока при соударении с поверхностью вышележаш,ей тарелки и сепараци жидкости при движении газа с резкими поворотами и входному сечению газожидкостного патрубка 5. Отделивша с от газа жидкость падает на полотно тарелки 2 и накапливаетс там в виде сло определенной высоты. Газ поступает на тарелку 2 через газо-жидкостный патрубок 5 и, пройд насадочный слой, делитс на два потока. Первый из них движетс в.месте с жидкостью вверх по дополнительному патрубку 8, а второй , проход через колпачок 6, образует барботажный слой на полотне тарелки 2. Соотношение потоков определ етс соотношением гидравлических сопротивлений, преодолеваемых ими, которое зависит от нагрузок по газу и жидкости, и, кро.ме того, может регулироватьс изменением геометрических характеристик тарелки, например.The liquid comes from the overhead plate through the overflow pipe 3 and the hydraulic lock 4 to the lower part of the additional pipe 8. Here, depending on the ratio of loads on gas and liquid, a certain part of the liquid is picked up by gas and in the sunrise mode, its speed moves upwards along the ring at high speed I have a gap between the overflow pipe 3 and the additional pipe 8. When the ring gap of the ring gap leaves, the gas-liquid flow is crushed when colliding with the surface above the plate, the plate and the liquid are separated. when the gas moves with sharp turns and the inlet section of the gas-liquid pipe 5. Separated from the gas, the liquid falls on the web of the tray 2 and accumulates there as a layer of a certain height. The gas enters the plate 2 through the gas-liquid pipe 5 and, having passed the packed layer, is divided into two streams. The first of them moves along with the liquid upward along the additional nozzle 8, and the second, the passage through the cap 6, forms a bubbling layer on the web of the tray 2. The flow ratio is determined by the ratio of hydraulic resistances overcome by them, which depends on the gas and liquid loads And, besides, it can be regulated by changing the geometric characteristics of the plate, for example.
уровнем расположени верхнего торца переточного патрубка 3 над полотном тарелки 2. Создание дополнительной барботажной зоны на каждой тарелке аппарата позвол ет соединить в нем достоинства высокоинтенсивных , работаюш.их при высокой нагрузке по газу, пр моточных элементов с широким диапазоном эффективной работы, большой поверхностью и временем контакта, характерных дл барботажных конструкций. Испытани гидродинамической .модели подтвердили высокую работоспособность аппарата .the level of the upper end of the overflow pipe 3 above the leaf of the plate 2. Creating an additional bubbling zone on each plate of the apparatus allows to combine in it the advantages of high-intensity, working with high gas load, straight elements with a wide range of efficient operation, large surface and time contact characteristic for bubbling designs. The tests of the hydrodynamic model confirmed the high performance of the device.