SU747480A1

SU747480A1 - Rotor-type heat mass exchange column

Info

Publication number: SU747480A1
Application number: SU772454646A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Шафрановский; Виктор Маркович Олевский; Владимир Казимирович Чубуков; Виолетта Вольфовна Курковская; Юрий Александрович Басков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6603
Priority date: 1977-02-15
Filing date: 1977-02-15
Publication date: 1980-07-15

Description

(54) РОТОРНАЯ ТЕПЛО-МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА(54) ROTOR HEAT AND MASS EXCHANGE COLUMN

1one

Изобретение относитс к оборудованию дл проведени массо-теплообмена, а именно к роторным аппаратам, примен емым предпочтительно дл дистилл ции и ректификации под вакуумом веществ, чувствительных к повышенным температурам.The invention relates to equipment for mass heat transfer, namely to rotary apparatuses, preferably used for the distillation and rectification under vacuum of substances sensitive to elevated temperatures.

Известна роторна пленочна массо-теплообменна колонна, содержаща вертикальный корпус, вертикальный вал, несколько контактных ступеней, укрепленных на валу и образованных лентами, изогнутыми вокруг вала в виде концентрических перфорированных цилиндров, и переточные устройства 1.A known rotary film mass-heat exchange column comprising a vertical body, a vertical shaft, several contact steps mounted on the shaft and formed by ribbons bent around the shaft in the form of concentric perforated cylinders, and overflow devices 1.

Недостатками указанной колонны вл ютс провал жидкости с контактных ступеней при скорост х вращени вала 100- 150 об/мин и неполное смачивание рабочей поверхности контактной ступени при малых плотност х орощени , образованных дл вакуумной ректификации.The disadvantages of this column are the failure of the liquid from the contact stages at shaft rotation speeds of 100-150 rpm and incomplete wetting of the working surface of the contact stage at low irrigation densities formed for vacuum rectification.

Известна также роторна тепло-массообменна колонна, содержаща вертикальный корпус, вал, установленный по оси корпуса, контактные ступени, укрепленные на валу и выполненные в виде отбортованных спиральных лент с продольными зигами , дел щими ленты на р д смежных по высоте каналов, переточные устройства 2.Also known is a rotary heat and mass exchange column containing a vertical body, a shaft mounted along the axis of the body, contact stages mounted on the shaft and made in the form of beaded spiral tapes with longitudinal ridges that divide the tape into a number of adjacent channels, flow-through devices 2 .

Недостатком известной колонны вл етс неравномерное распределение жидкости между смежными каналами одной и той же ступени, что например, снижает КПД ступени при работе аппарата в режиме ректификации .A disadvantage of the known column is the uneven distribution of the liquid between adjacent channels of the same stage, which, for example, reduces the efficiency of the stage when the apparatus is operated in the rectification mode.

С целью повышени эффективности тепло-массообмена путем улучшени распределени жидкости между смежными по высоте каналами каждой ступени, на концах лент выполнены ступенчатые вырезы, центральные концы лент смежных каналов расположены на различном рассто нии от вала , рабочие торцы переточных устройств размещены у начала лент.In order to increase the efficiency of heat and mass transfer by improving the distribution of fluid between adjacent channels of each stage, step cuts are made at the ends of the belts, central ends of the belts of adjacent channels are located at different distances from the shaft, working ends of the overflow devices are placed at the beginning of the belts.

На фиг. 1 изображен общий вид колонны , продольный разрез; на фиг. 2 - конец спиральной ленты аксонометрической проекции .FIG. 1 shows a general view of the column, a longitudinal section; in fig. 2 - the end of an axonometric spiral tape.

Колонна имеет вертикальный цилиндрический корпус 1, в котором соосно установлен вал 2 с укрепленными на нем контактными ступен ми 3 и 4. Корпус 1 снабжен патрубком 5 дл ввода жидкости, нижним патрубком 6 дл вывода жидкости, нижним патрубком 7 дл ввода паров и верхним патрубком 8 дл вывода паров.The column has a vertical cylindrical body 1 in which shaft 2 is coaxially mounted with contact stages 3 and 4 fixed on it. Case 1 is equipped with a pipe 5 for introducing a liquid, a lower pipe 6 for withdrawing a liquid, a lower pipe 7 for introducing vapors and an upper pipe 8 for vapor extraction.

Верхн контактна ступень 3 выполнена из отбортованных по кра м спиральных лепт 9, не имеюп1.их каких-либо зигов. Вокруг ступеней 3 и 4 на внутренней noiiepxности корпуса 1 укреплены кольцевые карманы 10, сообпдаюпщес с четырьм переливными трубопроводами 11 - 14 различной длины, выполненные в виде лотков.Upper contact stage 3 is made of spiral mites 9 that are bent along the edges, and do not have any of them. Around the steps 3 and 4 on the inner noiiepxnosti housing 1 fortified ring pockets 10, in conjunction with the four overflow pipes 11-14 different lengths, made in the form of trays.

Кажда из контактных ступеней 4 образована однотипными спиральными лентами 15, снабженными зигами 16, дел щими русло ленты на четыре смежных по высоте канала 17-20. На каждой ленте выполнены вырезы, расположенные таким образом , что центральные концы 21-24 смежных каналов соответственно 17-20 наход тс на различном удалении от вала 2.Each of the contact stages 4 is formed by the same type of spiral tapes 15, equipped with ridges 16, which divide the channel of the tape into four adjacent channels 17–20. On each tape, cuts are made in such a way that the central ends 21-24 of the adjacent channels, respectively 17-20, are at a different distance from the shaft 2.

Контактна ступень 4 может быть снабжена также концентрическими цилиндрическими экранами 25-27, благодар которым исключаетс перемешивание между собой струй жидкости, выгружаемых из различных переливных трубопроводов 11 -14The contact stage 4 can also be equipped with concentric cylindrical screens 25-27, due to which mixing of liquid streams discharged from various overflow pipelines 11-14 is avoided.

Периферийные концы 28 каналов 17- 20 заужены и расположены в различных поперечных сечени х корпуса 1. Это относитс также и к каналам, расположенным на одной и той же высоте. Така конструкци контактной ступени 4 обеспечивает равномерную турбулизацию пленки жидкости, стекающей по внутренней поверхности корпуса 1. В том случае, когда корпус 1 снабжен снаружи обогревающей рубашкой 29, это нриводит к интенсивному теплообмену в нленке.The peripheral ends 28 of the channels 17-20 are tapered and located in different cross sections of the housing 1. This also applies to the channels located at the same height. Such a design of the contact stage 4 ensures a uniform turbulization of a film of liquid flowing along the inner surface of the housing 1. In the case when the housing 1 is provided outside with a heating jacket 29, this leads to an intensive heat exchange in the film.

Спиральные ленты 5 св заны радиальными ребрами 30 с центральной втулкой 31, установленной на валу 2.The spiral tapes 5 are connected by radial ribs 30 to a central sleeve 31 mounted on shaft 2.

Аппарат работает следуюпдим образом.The device works in the following way.

Вал 2 приводитс во вращение. Жидкость через патрубок 5 поступает на зерхнюю контактную ступень, с которой затем сбрасываетс на стенки корпуса 1 и стекает в кольцевой карман 10. Из кармана 10 жидкость стекает в трубопроводы, (-тотки ) 11 -14. Из лотка 11 жидкость сливаетс непосредственно на верхний торец ступени 4, попада затем в каналы 17. Из лотка 12 жидкость стекает в кольцевую полость между цилиндрическим экраном 25 и центральной втулкой 31, попада затем а каналы 20 ступени 4. Аналогичным образом жидкость из лотков 13 и 14 попадает в смежные каналы 18 и 19 ступени 4. Через периферийные концы 28 смежных каналов 17-20 жидкость сбрасываетс на внутреннюю поверхность ко)|Г;/ск 1, па которой образуетс т рбулизойанкк ..епка жидкости .Shaft 2 is driven. The liquid through the pipe 5 enters the upper contact stage, from which it is then dropped onto the walls of the housing 1 and flows into the annular pocket 10. From the pocket 10, the liquid flows into the pipelines (-current) 11-14. From tray 11, the liquid drains directly onto the upper end of stage 4, then enters channels 17. From tray 12, liquid flows into the annular cavity between the cylindrical screen 25 and the central sleeve 31, then flows into channels 20 of stage 4. Similarly, the liquid from trays 13 and 14 enters the adjacent channels 18 and 19 of the step 4. Through the peripheral ends of the 28 adjacent channels 17-20, the liquid is discharged onto the inner surface of the co) | r; / ck 1, which forms a flow of liquid.

Аналогичным образо 1 жи. кость переме1цаетс п пи;«ней части ко.(. ;)ткудаIn a similar way the bone is shifted by n pi; "her part of the ko. (.;)

через патрубок 6 зывсдктс на1).through the pipe 6 calls for 1).

При по,ч,аче греющег.: тара п оубашку 29 пленка жи,;.к(), i poniaioi ,a;i ciciiK/r корiivca 1, испар етс . 1)и гЛом аппарат работает в качестве исиари:с.л .With, h, ache heating: a container 29 a film of a film,; i (), i poniaioi, a; i ciciiK / r coriivca 1, evaporates. 1) the device also works as a scum: isl.

При работе аппарата и режиме ректификации тепло в рубап ке 29 не пол.водитс . Пары вход т через патрубок 7 и через патрубок 8. ri« CTvreiiHx 3 и 4 происходит коитактирозапке л;ежду парами и н.пепкой жидкости. ороп:аюцей сг1чра:1ьные лепты 15.During the operation of the apparatus and the rectification mode, the heat in section 29 is not half gone. The vapors enter through the nozzle 7 and through the nozzle 8. ri "CTvreiiHx 3 and 4, the co-tactlo-cap of the l occurs; between the pairs and N. heat. oropp: ayucey sg1chra: 1 mites 15.

Бла одар ступевчато::г1 в/срезам в спиральнкх ,1ептал расмрс-делепие жидкости между смежными V.,-,W одной и той же ко1- такгной ступг;; :: стапо чтс стабильным и ра иомернь1;1,Bladed the stare gut :: g1 in / cuts in spirals, 1poped the distribution of fluid between adjacent V., -, W of the same co-string stg ;; :: stapo chs stable and ra iomer1; 1,

При ректификации sro :1аиво;и;т к увелнчению КПД CTvnet-iK пк 20--3()/п (например,When rectification sro: 1аио; и; t to increase the efficiency CTvnet-iK pc 20--3 () / п (for example,

0,65 вместо 0,50). При iviii алке то 11риводит к ве;1мчению козффицпеьта тсплопере.:1.ачи от |-ор51чсй стенкп .-.ориуса ic пленке жидкости па )5-20 /:; за счет более равномерной турбулизации .лепки стру ми жидкости , сбрас);;:$асмой со с/уиеней на степки корпуса.0.65 instead of 0.50). With iviii alkeys, this leads to a vein; 1 muchetti kozfitspeptta tplopere.: 1. achi from the | -or 51ch wall, - a film of liquid film pa) 5-20 / :; due to a more uniform turbulence (ripples of liquid streams, discharge) ;;: $ asma with / into the steppes of the hull.

Роторпа теи ю-массооомспна колоппа, содержаща вертикальный корпус, вал, усгановлснпый по оси корпуса, контактные ступени, укреплс 1ные валу и зыполпеннь е в виде отбортованных сгиральных лент с продольными загами, ;;.ел п1.имп ленты на р д смежных ио высоте кана; ов и переточпые устройства, оглмчо/о.ас с тем, что, с целью иовы;пеки эффективиостч теп;10-массообмеча путем улучшени распределени жидкости между смсж1 ыми по высоте капалами каждой cTynsisn, па лент выиолнепы ступенчатые вырсзь, центральные концы лент смежных каналов расположены па различном рассто нии от вала, рабочие торцы переточных устройств раз.мещеиы у начала лепт.The rotorpay of the w-massooomospna coloppa, containing a vertical body, a shaft mounted on the axis of the body, contact steps, was fixed to the shaft and secured in the form of flanged longitudinal glitter tapes ;; .. kana; and reclose devices, due to the fact that, for the purpose of the Iowa, Peki Effectiveness; 10-mass note by improving the distribution of the liquid between the height drops of each cTynsisn, paired with vertical waves, the central ends of the bands of adjacent channels are located at different distances from the shaft, the working ends of the drip devices are located at the start of the mites.

И сто ч 1 и к и и и ф о р м а п и п, прин тые во впимапие при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Хэ 537685, кл. В 01 Д :5/30. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке М 1933666/23-26, 08.06.73 (прототии).And a hundred hours 1 and to and and and f o rm a p and p, taken in the form at examination 1. USSR author's certificate He 537 685, cl. B 01 D: 5/30. 2. USSR author's certificate in application M 1933666 / 23-26, 08.06.73 (prototy).

Claims

Claim

Rotary heat and mass transfer column; comprising a vertical housing, a shaft mounted along the axis of the housing, contact steps mounted on the shaft and made in the form of flanged spiral tapes with 35 longitudinal blades dividing the tapes into a number of channels adjacent in height and transfer devices, characterized in that, in order to increase efficiency heat and mass transfer by improving the distribution of _df, the liquid between adjacent adjustment channels of each stage, at the ends of strips are stepped cutouts, the central ends of adjacent channels belts arranged at different distances ie the shaft working end downcomers devices razme45 scheny at the beginning of the tapes.

And a hundred hours and to and and n about rm a p and and taken into account at examination

1. USSR copyright certificate, Nb 537685, cl. B 01 D 3/30.

¹⁰ 2. Copyright certificate of the USSR on the application No. 1933666 / 23-26, 08.06.73 (prototype).

Compose A. Tarasov