SU722550A1

SU722550A1 - Mass exchange apparatus

Info

Publication number: SU722550A1
Application number: SU731952577A
Authority: SU
Inventors: Игорь Александрович Полосин; Леонид Ефимович Кригман; Борис Сергеевич Язвенко
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Конструкторский Институт "Южниигипрогаз"
Priority date: 1973-07-27
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1980-03-25

Description

Изобретение относится к массооб— •менным аппаратам колонного типа, предназначенным для взаимодействия систем газ—жидкость, и может быть использовано на различных абсорбционных установках нефтехимии и смежных областях, например в качестве аппарата ' для газовой регенерации насыщенного абсорбента—десорбера.The invention relates to column-type mass-exchange apparatuses • designed for the interaction of gas-liquid systems, and can be used in various absorption petrochemical plants and related fields, for example, as an apparatus for gas regeneration of a saturated absorbent desorber.

Известны массообменные аппараты, содержащие вертикальный корпус, разделенный на контактные зоны горизонтальными перегородками-тарелками, имеющими отверстия для прохода газа, переточные патрубки, закрепленные на корпусе над тарелками, распределитель газа, расположенный в нижней части корпуса, трубопроводы для подвода жидкости и газа' и штуцеры вывода жидкости и газа W.Known mass transfer apparatuses comprising a vertical casing, divided into contact zones by horizontal baffle plates having openings for gas passage, transfer pipes mounted on the casing above the plates, a gas distributor located in the lower part of the casing, pipelines for supplying liquid and gas' and fittings liquid and gas outlet W.

Известные аппараты не обеспечивают эффективного перемешивания газа с (жидкостью, поэтому КПД одной контактной зоны невелик, что приводит к уве личению количества зон контакта, а Хледовательно веса, габаритов и стоимости аппарата.Known apparatuses do not provide effective mixing of gas with (liquid, therefore, the efficiency of one contact zone is small, which leads to an increase in the number of contact zones, and consequently the weight, dimensions, and cost of the apparatus.

Известен также массообменный аппарат, содержащий вертикальный кор— 5 пус, горизонтальные тарелки, делящие корпус на контактные зоны, распылители, установленные над тарелками по оси корпуса, переточные патрубки, закрепленные на корпусе над тарелками, рас— ⁰ пре делите ль газа, расположенный в нижней части корпуса, трубопроводы, для подвода жидкости и газа, и штуцеры вывода жидкости и газа [2].Also known mass transfer apparatus comprising a vertical cor- pus 5, horizontal plates which divide the housing to the contact zone, dispensers mounted above the plates of the body axis, downcomers nozzles attached to the housing over the plates, distributed pre divide l ⁰ gas at the bottom body parts, pipelines, for supplying liquid and gas, and fittings for the output of liquid and gas [2].

Недостаток известного аппарата — вялое перемешивание газа с жидкостью вследствие того, что допустимый перепад давлений между контактными ступенями ограничен высотой гидрозатвора, создаваемого переливными патрубками. Как известно, эффективное диспергирование жидкости газом достигается при больших скоростях газа, которые создаются при большом перепаде давленияA disadvantage of the known apparatus is the sluggish mixing of gas with liquid due to the fact that the permissible pressure difference between the contact steps is limited by the height of the hydraulic seal created by the overflow nozzles. As is known, effective dispersion of a liquid by gas is achieved at high gas velocities, which are created at a large pressure drop

722550 4 газа. При ограниченном перепаде давления диспергирование жидкости также ) недостаточно для хорошего массообме— на газа с жидкостью, что приводит к снижению КПД ступени, росту числа ₅ ступеней, габаритов и веса аппарата.722550 4 gas. With a limited pressure drop, the dispersion of the liquid is also insufficient for good mass transfer of gas with liquid, which leads to a decrease in the efficiency of the stage, an increase in the number of ₅ stages, dimensions and weight of the apparatus.

С целью интенсификации процесса за счет улучшения перемешивания газа с жидкостью аппарат снабжен соединенными с распылителями и переточными Ю патрубками газожидкостными смесителями и газораспределительным коллектором, соединяющим газожидкостные смесители с трубопроводом для подвода газа, причем газожидкостные смесители 15 выполнены в виде струйных инжекторов.In order to intensify the process by improving the mixing of gas with liquid, the apparatus is equipped with gas-liquid mixers connected to sprayers and overflow nozzles and a gas distribution manifold connecting gas-liquid mixers with a gas supply pipe, and gas-liquid mixers 15 are made in the form of jet injectors.

На чертеже изображен аппарат, продольный разрез.The drawing shows a device, a longitudinal section.

Массообменный аппарат имеет корпус с установленными внутри него сепа- 20 рационным устройством 2 и контактными тарелками 3. Над каждой тарелкой установлено инжекционное устройство 4 с камерой 5 и распылителем 6. Корпус 1 имеет патрубки 7 для выхода газа из ²⁵колонны, 8 - для вывода регенерируемого абсорбента, 9 - для подвода сухого газа в колонну и его распределения, 10 — для установки инжекционных устройств, а также патрубки 11 для ³⁰ подвода жидкости с тарелки вышележащей ступени к инжектору нижележащей ступени.The mass transfer apparatus has a housing with a separation device 2 and contact plates 3 installed inside it. An injection device 4 with a chamber 5 and a spray gun 6 is installed above each plate. The housing 1 has nozzles 7 for the gas outlet from the ^25th column, 8 for the regenerated outlet absorbent, 9 - for supplying dry gas to the column and its distribution, 10 - for installing injection devices, as well as nozzles 11 for ³⁰ supplying liquid from a plate of a higher stage to an injector of a lower stage.

Инжекторы 4 присоединены к патрубкам 12, которые подключены к газорас— ³⁵пределительному коллектору 13.The injectors 4 are connected to the nozzles 12, which are connected to the gas- ³⁵ limiter manifold 13.

К патрубку 9 присоединены трубопровод 14 основного газа с регулирующим клапаном 15. Перед клапаном 15 в трубопровод основного' газа врезан шту- ⁴⁰цер с регулирующим клапаном 16, к которому присоединен газораспределительный коллектор 13, Во всасывающей камере 5 верхнего инжектора помещен ¹трубопровод 17 для подачи в аппарат ⁴⁵насыщенного абсорбента.A main gas pipe 14 with a control valve 15 is connected to the pipe 9. In front of the valve 15, a nipple ⁴⁰ with a control valve 16 is cut into the main gas pipe, to which a gas distribution manifold 13 is connected. ¹ pipe 17 is placed in the suction chamber 5 of the upper injector for supply into the apparatus ^{45 of a} saturated absorbent.

Аппарат работает следующим образом. ,The device operates as follows. ,

Насыщенный абсорбент, который может быть предварительно нагрет, по ⁵⁰ трубопроводу 17 поступает во всасывающую камеру 5 верхнего инжектора 4. По патрубку 12 в камеру 5 инжектора подается.рабочая среда-газ, который инжекторует насыщенный абсорбент.A saturated absorbent, which can be preheated, through a pipe ⁵⁰ enters the suction chamber 5 of the upper injector 4. A working medium-gas is injected through the nozzle 12 into the injector chamber 5. It injects a saturated absorbent.

Газожидкостная смесь, образующаяся в инжекционном устройстве 4, впрыскивается через распылитель 6 внутрь аппарата над верхней контактной тарелкой 3 в виде мелкодисперсного факела, обеспечивающего хороший массообмен. Жидкость собирается на верхней тарелке и через патрубок 11 поступает во всасывающую камеру 5 инжекционного устройства 4 нижележащей контактной ступени, из которого подается внутрь аппарата в пространство над следующей контактной тарелкой 3, затем снова подается’ на следующий инжектор и т.д.The gas-liquid mixture formed in the injection device 4 is injected through the atomizer 6 into the apparatus above the upper contact plate 3 in the form of a finely dispersed flame, providing good mass transfer. The liquid is collected on the upper plate and through the pipe 11 enters the suction chamber 5 of the injection device 4 of the underlying contact stage, from which it is fed into the apparatus above the next contact plate 3, then it’s fed to the next injector, etc.

Сухой газ регенерации абсорбента, например из магистрального газопровода, предварительно нагретый подается по трубопроводу 14 в нижнюю часть аппарата.Dry gas regeneration of the absorbent, for example from the main gas pipeline, preheated is fed through a pipe 14 to the lower part of the apparatus.

Поток газа поднимается по аппарату вверх и вступает в массообмен с абсорбентом как на контактных тарелках, так и во внутреннем объеме колонны между тарелками, где он контактирует с мелкодисперсной жидкой фазой, выходящей в виде факела из распылителейThe gas flow rises up through the apparatus and enters mass transfer with absorbent material both on the contact trays and in the internal volume of the column between the trays, where it comes into contact with a finely dispersed liquid phase emerging from the nozzles as a torch

6. В массообмене участвует также и газ, отбираемый из трубопровода 14 основного газа, который дополнительно повышает температуру процесса, что способствует эффективности десорбции, особенно на верхних ступенях аппарата.6. The gas taken from the main gas pipeline 14 also participates in mass transfer, which further increases the process temperature, which contributes to the efficiency of desorption, especially at the upper stages of the apparatus.

Регенерированный абсорбент собирает— ’ ся в нижней части аппарата и выводится патрубок 8. Парогазовая смесь проходит через сепарационное устройство 2 и выводится из аппарата через патрубок 7.The regenerated absorbent is collected —’’ at the bottom of the apparatus and the nozzle 8 is discharged. The vapor-gas mixture passes through the separation device 2 and is discharged from the apparatus through the nozzle 7.

Регулирующими клапанами 15 и 16 можно легко регулировать перепад давления на инжекторах, поддерживая оптимальные параметры процесса массообмена.The control valves 15 and 16 can easily regulate the pressure drop across the injectors, while maintaining optimal parameters of the mass transfer process.

Инжекционные устройства 4 крепятся к колонне на патрубках 10, размеры которых позволяют легко их демонтировать для ревизии или замены.Injection devices 4 are attached to the column on nozzles 10, the dimensions of which make it easy to dismantle them for revision or replacement.

Применение аппарата позволяет повысить эффективность массообмена, уменьшить число ступеней, упростить конструкцию и уменьшить металлоемкость.The use of the apparatus allows to increase the efficiency of mass transfer, reduce the number of steps, simplify the design and reduce metal consumption.

Claims

3 gas. With a limited pressure drop, the dispersion of a liquid is also insufficient for a good gas mass exchange with a liquid, which leads to a decrease in stage efficiency, an increase in the number of stages, dimensions and weight of the apparatus. In order to intensify the process by improving the mixing of gas with a liquid, the apparatus is equipped with gas-liquid mixers and a gas distribution manifold connected to the sprayers and overflow pipes, connecting gas-liquid mixers with pipes to the gas supply, the gas-liquid mixers made in the form of jet injectors. lengthwise cut. The mass transfer apparatus has a housing 1 with a separation device 2 and contact plates 3 installed inside it. A injection device 4 with a chamber 5 and a sprayer 6 is installed above each plate. The case 1 has nozzles 7 for gas to escape from the column, 8 for outputting the absorbable absorbent, 9 - for the supply of dry gas to the column and its distribution; 10 - for installation of injection devices, as well as nozzles 11 for supplying liquid from the plate of the overlying step to the injector of the underlying step. The injectors 4 are connected to the pipes 12, which are connected to the gas distribution manifold 13. The pipe 14 of the main gas with the control valve 15 is connected to the pipe 9. Before the valve 15, the pipe with the control valve 16 is attached to the main gas pipe to which the gas distribution valve is connected. the collector 13; In the suction chamber 5 of the upper injector a pipeline 17 is placed for supplying the absorbed absorbent to the apparatus. The device works as follows. The saturated absorbent, which can be preheated, enters the suction chamber 5 of the upper injector 4 through the pipe 17. Through the nozzle 12 into the chamber 5 of the injector, the working medium is a gas that injects the saturated absorbent. The gas-liquid mixture, formed in the injection device 4, is spraying through the dispenser 6 inside the apparatus 504 over the top contact plate 3 in the form of a fine torch, which ensures good mass transfer. The liquid is collected on the top plate and through the nozzle 11 enters the suction chamber 5 of the injection unit poiiCTBa 4 of the underlying contact stage, from which it is fed into the interior of the space above the next contact tray 3, then the CHOEia is fed to the next injector, etc. Dry absorbent regeneration gas, for example, from a main gas pipeline, which is preheated, is supplied via conduit 14 to the lower part of the apparatus. The gas flow rises upward through the apparatus and enters into a mass exchange with the absorbent both on the contact plates and in the internal volume of the column between the plates, where it contacts the fine liquid phase discharged in the form of a plume from the atomizers 6. Gas is also involved in mass transfer taken from the pipeline 14 of the Main gas, which additionally increases the process temperature, which contributes to the efficiency of desorption, especially in the upper stages of the apparatus. The regenerated absorbent collects in the lower part of the apparatus and the outlet 8. The vapor – gas mixture passes through the separation device 2 and is removed from the apparatus through outlet 7. The control valves 15 and 16 can easily control the pressure drop across the injectors, maintaining the optimal parameters of the mass transfer process. The injection devices 4 are attached to the column on the nozzles 1O, the dimensions of which allow them to be easily dismantled for inspection or replacement. The use of the apparatus allows to increase the efficiency of mass transfer, reduce the number of stages, simplify the design and reduce the metal consumption. Claims 1. A mass transfer apparatus comprising a vertical body, horizontal plates, aiming the body at contact zones, sprays mounted above the plates along the axis of the body, overflow pipes fixed to