Claims (2)
Изобретение относигс к консгрукцин газлнфгного аппарата и предназначено дл использовани в химической, нефтехим{1че . ской и других отрасл х промышпенносги дл проведени тепломассообмена и различных химических- превращений в системе газ-жидкость, например, при окислении . . кислородом воздуха углеводородов в производстве синтетических волокон, при про ведении реакций основного органического синтеза и т.д. Известен газлифтный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус , верхнюю и нижнюю трубные решетки, в которых закреплены циркул ционные и барботажные трубы, имеющие отверсти дл ввода в них газа, технологические штуцеры.. При подаче газа в заполненный жидкой реакцисмной массой аппарат под нижней трубной решеткой образуетс газовый слой, из которого газ через отверсти поступает в барботажные трубы, образу в них газожидкостную смесь. За счет различной плотности газожидкостнойсмвр си в барботажных трубах и жидкой фазы в циркул ционных рубах провсходвт цир- кул ци реакционной массы, газожидкостна смесь по барботажным трубам движетс вверх, а сплошна фаза ао циркул ционным трубам движетс вниз. Процесс массообмена между газом и реакционной смесью происходит в барбо тажных трубах. Отработанный газ удал етс из аппарата через штуцер в верхней камере, а готовый продукт выливаетс из аппарата через штуцер в нижней камере или через штуцер в верхней камере (в зависимости от периодического процесса) til Основным недостатком работы данного аппарата вл етс то, что очень сложно или совсем невозможно интенсифицировать процесс массоперадачи. При увеличении производительности процесса , в котором примен ютс данные аппараты , или увеличении выхода целевых крмпоненг-ов необходимо примен ть большое число аппаратов, увеличивать их га3S баритные размеры, что усложн ет технологическую схему процесса, удорожает производство. Цель кзобретен - интенсификаци процессов тепломассообмена за счет увеличени турбулизации газожидкостной смеси и возникновени дополнительных пульсаций жидкости. Эта цель достигаетс тем, что, аппарат снабжен обечайкой с крышкой, выполненной с отверстием, установленной на верхней трубной решетке с .возможностью вертикального перемещени , а верхние концы циркул ционных и барботажных тру установлены внутри обечайки, котора снабжена клапаном, расположенным под отверстием крышки. На фиг. 1 представлен газлифтный аппарат , общий ви/ч на фиг. 2 - узел А на фиг. 1. . Аппарат состоит из вертикального цилин фкческого .корпуса 1, нижней 2 и верхней 3 трубных решеток, в которых закреплены барботажные и циркул ционны трубы 4 и 5 ,-э барботажных ipy6ax 4 , имеютс отверсти 6, выполненные одного диаметра и расположенные на одинаковом рассто нии от нижней трубной решет- ки,дл ввода газа в барботажные трубы . Барботажнью и циркул ционные трубы расположены над верхней трубной решеткой на разном уровне. Аппарат снабжен обечайкой 7 с крышкой 8, выполненной с отверстием 9, установленной на ней трубной решетке 3 с возможностью перемещени . Верхние концы циркул ционных и барботажных труб . установлены внутри обечайки 7, нижний срез обечайки 7 расположен ниже верхнего срваа кондов щцжул цисхшых труб, Обечайка 7 снабжена клапаном 1О, расположенных под отверстием 9 сфышки 8. Клапан может быть выполнен в виде по плавка. На верхней трубной решетке установлен переливной порог 11 дл поддержани определенного уровн жидкости в ней.. Аппарат снабжен газоотделителем 12 расположенным в верхней камере аппарата ,штуцерами дл подачи газа 13, дл подачи реакцисжвой смеси 14, отвода отработанного газа 15, подачи и отвода теплоносителе 16 и 17, лппарат имеет опоры 18 дл креплени его на строительных конструкци х. Аппарат работает следующим образом Гфн подаче газа в заполненный жидкой реакционной массой аппарат под ниж ней трубной решеткой 2 образуетс газо ВЫЙ слой, из которого газ поступает в барботажчые трубы 4 через отверсти 6, образу в них газожидкостную смесь с развитой поверхностью контакта фаз; За счет различной плотности газожидкостной смеси в барботажных трубах 4 и жидкости в циркул ционных трубах 5 возникает циркул ци реакционной массы, газожид костна смесь по барботажным трубам движетс вверх, а жидка реакцисина масса по циркул ционным трубам движетс вниз. Взаимодействие между газом и жидкостью происходит только в барботажных трубах. Жидкость, выход из барботажных труб, сливаетс На верхнюю трубную ре шетку 3, а газ, проход через отверстие в крышке обечайки 7, попадает на фазо отделитель 12, где отдел етс от капель жидкости, уносимых им, и отводитс из аппарата через штуцер 15. По мере накоплени уровн жидкости на верхней трубной решетке клапан 1О поднимаетс , и при определенном уровне жидкости на решетке, поддерживаемом переливным 11, перекрываетс отверстие 9 в крышке обечайки 7. Давление газа в обечайке поднимаетс , происходит перетсж жидкости через зазор между трубнсй решеткой и нижним срезом обечайки за переливной порог. Уровень жидкости на трубной решетке понийсаетс , скорость жидкости в циркул ционных и барботажных трубах уменьшаетс , увеличиваетс относительна ороррсть движени газа в жидкости в бар€ тажных трубах. По мере снижени уровн жидкости на верхней трубной решетке подъемна сила, действующа на клапан, уменьшаетс , и при достижении жидкостью определенного уровн он открьшает отверстие в крышке обечайки. . Давление газа в обечайке падает, уровень жидкости на трубной решетке начинает увеличиватьс , скорость жидкости в циркул цисжных и барботажных трубах возрастает, относительна скорость движени газа в жидкости в барботажных трубах уменьшаетс . Подъемна сила заставл ет клапан подниматьс , и при достижении определенного уровн жидкости на трубной решетке он перекрьшает отверстие в крышке обечайки. Давление под крышкой обечайки возрастает и весь цикл работы повтср етс . Изменение давлени под крышкой обечайки приводит к изменению уровн жидкости над трубами, прп этом верхние ерезы циркул ционных груб огол ютс и рао ход жидкости в них в какой-то момент времени равен нулю, а это приводит к ва менению скорости жидкости во всем ап- парате. При сбросе давлени под обечайкой циркул ци жидкости в аппарате восстанавливаетс . Скорость жидкости в барботажных тру бах равна С ч- G, J . S б где 1 I С U, . Сд - расходы жидкости , подаваемой в аппарат, в циркул ционных трубах в барботажньк трубах} hjj - число барботажны - труб; Р 5 плошадь сеченн барботажной, труб Скорость жидкости в циркул цисжных трубах равна V V . где Ьц - число циркул ционных труб Р,, - площадь сечени циркул цйбв . ной трубьи Таким образом, наличие обечайки с крышкой приводит к посто нному изменению скорости движени жидкости в цщ кул цисжных и барботажных трубах в тфеделах ...P GiXfL «ег Увеличиваетс турбулиааци газожидкостной смеси в барботажных трубах, в жидкости возникают допополнительные пульсационные течени , выгъшаюшие уменьшение толщины пристенного ламинарного сло , что способствует интенсификации процессов тепломассообмена. Повышаетс удельна производительность аппарата, и селективность процессов, протекающих в системе газ-жидкость, по газовой фаза. Использование газлифтного аппарата в промьпиленности .позвол ет увеличить производительность суоаествуюших производст упростить технологические схемы процессов, удешевить все производство в, целом. Формулаизобретени 1. Газлифтный аппарат, содержащий вертикальный цилинфический корпус, циркул ционные и барботажные трубы, закреплеш1ые в верхней и нижней трубных решетках , 1ФИ этом барботажные трубы выполнены с отверсти ми дл ввода газа, отличающийс тем, что, с целью интенсБфикацив процессов тепломассобмена за счет увеличени турбулизвциигазожидкосшой смеси и возникновени дополнительНьос: пульсаций жидкости, он снабжен обечайке с крышкоК, выполненной с отверстием ; устав жленной на верхней труб ной решетке с возмо шостью вертикального перемещени , а верхние концы циркул цисжных и барбогажных труб установлены внутри обечайки. The invention refers to a congruccin gas apparatus and is intended for use in the chemical, petrochemical {1h. and other parts of the industry for heat and mass transfer and various chemical transformations in the gas-liquid system, for example, during oxidation. . air oxygen hydrocarbons in the production of synthetic fibers, during the reactions of the main organic synthesis, etc. A gas-lift apparatus is known, comprising a vertical cylindrical body, upper and lower tube sheets in which circulating and bubbling tubes are fixed, having openings for introducing gas into them, process fittings. When gas is fed into the apparatus filled with a liquid reactive mass, a tube is formed under the lower tube sheet. the gas layer from which the gas enters the bubbling tubes through the holes, forming a gas-liquid mixture in them. Due to the different density of gas-liquid gas in the bubbling tubes and the liquid phase in circulating shafts after the circulation of the reaction mass, the gas-liquid mixture moves upward in the bubbling tubes, and the continuous phase of the circulating tubes moves down. The process of mass exchange between the gas and the reaction mixture takes place in barbatzhe pipes. The exhaust gas is removed from the apparatus through the nozzle in the upper chamber, and the finished product is poured out of the apparatus through the nozzle in the lower chamber or through the nozzle in the upper chamber (depending on the batch process) til The main disadvantage of this apparatus is that it is very difficult or absolutely impossible to intensify the process of mass production. With an increase in the productivity of the process in which these devices are used, or an increase in the yield of the desired components, it is necessary to use a large number of devices, and to increase their ha 3S sizing, which complicates the process flow diagram, increases the cost of production. The purpose of the invention is to intensify the processes of heat and mass transfer by increasing the turbulization of the gas-liquid mixture and the appearance of additional pulsations of the liquid. This goal is achieved by the fact that the apparatus is equipped with a shell with a lid made with a hole installed on the upper tube sheet with the possibility of vertical movement, and the upper ends of the circulation and bubbling pipes are installed inside the shell, which is provided with a valve located under the lid opening. FIG. 1 shows a gas-lift apparatus, a common vi / h in FIG. 2 — node A in FIG. one. . The apparatus consists of a vertical cylindrical housing 1, a lower 2 and an upper 3 pipe grids, in which bubbling and circulation pipes 4 and 5 are fixed, - bubbling ipy6ax 4, there are holes 6 made of the same diameter and located at the same distance from lower tube sheet for gas inlet into bubbling tubes. Bubbling and circulation tubes are located above the top tube sheet at different levels. The device is equipped with a shell 7 with a cover 8, made with a hole 9, a tube sheet 3 mounted on it with the possibility of movement. Upper ends of circulation and bubbling tubes. installed inside the shell 7, the lower section of the shell 7 is located below the upper section of the pipe, and the shell 7 is provided with a valve 1O located under the opening 9 of the bulb 8. The valve can be made in the form of fusion. An overflow threshold 11 is installed on the upper tube sheet for maintaining a certain level of liquid therein. The apparatus is equipped with a gas separator 12 located in the upper chamber of the apparatus, fittings for supplying gas 13, for supplying the reaction mixture 14, exhausting gas 15, supplying and discharging coolant 16 and 17, the equipment has supports 18 for fastening it on building structures. The apparatus works as follows: Gfn gas supply to the apparatus filled with liquid reaction mass below the lower tube sheet 2 forms a gas. A VYO layer from which gas enters the bubble tubes 4 through the openings 6 forms a gas-liquid mixture with a developed surface of phase contact; Due to the different density of the gas-liquid mixture in the bubbling pipes 4 and the liquid in the circulation pipes 5, the reaction mass is circulated, the gas-liquid mixture moves upward through the bubbling pipes, and the liquid reaction mass moves down the circulation pipes. The interaction between the gas and the liquid occurs only in the bubble tubes. The liquid exiting the bubbling tubing is discharged onto the upper tubular grill 3, and the gas passing through the opening in the lid of the shell 7 enters the phase separator 12, where it is separated from the liquid droplets carried away by it, and discharged from the apparatus 15. As the level of liquid accumulates on the upper tube sheet, valve 1O rises, and at a certain level of liquid on the grid supported by overflow 11, the opening 9 in the shell cover 7 closes. Gas pressure in the shell increases, fluid flows through the gap between the pipes th grid and the lower edge of the shell of the overflow weir. The fluid level on the tube sheet decreases, the fluid velocity in the circulation and bubbling tubes decreases, the relative velocity of the gas in the fluid in the barrels of the tubes increases. As the level of fluid on the top tube sheet decreases, the lift force acting on the valve decreases, and when the fluid reaches a certain level, it opens the hole in the shell cover. . The gas pressure in the shell decreases, the liquid level on the tube sheet begins to increase, the velocity of the fluid in the circulating and bubble tubes increases, the relative velocity of the gas in the fluid in the bubble tubes decreases. The lift forces the valve to lift, and when a certain level of fluid is reached on the tube sheet, it interrupts the opening in the shell cover. The pressure under the cover of the shell increases and the whole cycle of operation will increase. The change in pressure under the cover of the shell leads to a change in the level of the liquid above the pipes, at which the upper reins of circulation are exposed and the flow of the liquid in them at some point in time is zero, and this leads to a change in the velocity of the liquid in the entire apparatus. . When the pressure is released under the collar, the circulation of fluid in the apparatus is restored. The velocity of the fluid in the bubbling tubes is С С-G, J. S b where 1 I C U,. Sd is the flow rate of the fluid supplied to the apparatus in the circulation pipes in the bubbling tubes} hjj — the number of bubbling — the tubes; P 5 area sectioned by bubbling, tubes. The velocity of the fluid in the circulating tubes is equal to V V. where Lc is the number of circulation pipes, P ,, is the area of a cross section of compasses. Thus, the presence of a shell with a lid leads to a constant change in the velocity of the fluid in the cischic and bubble tubes in the valves, ... P GiXfL "it Increases turbulization of the gas-liquid mixture in the bubbling tubes, additional pulsation flows occur in the fluid, resulting in thickness of the laminar wall layer, which contributes to the intensification of heat and mass transfer processes. The specific productivity of the apparatus increases, and the selectivity of the processes occurring in the gas-liquid system over the gas phase. The use of a gas-lift apparatus in industrial scale allows us to increase the productivity of our production, simplify the technological schemes of processes, and reduce the cost of production in general. Claim 1. Gas-lift apparatus containing a vertical cylindrical body, circulation and bubbling tubes fixed in the upper and lower tube sheets, 1BI this bubbling tubes are made with openings for gas inlet, characterized in that, in order to intensify the heat and mass transfer processes by increasing the turbulence of the gas-liquid mixture and the occurrence of additional liquid: pulsations of the liquid, it is equipped with a shell with a lid, made with a hole; A charter is installed on the upper tube sheet with the possibility of vertical movement, and the upper ends of the circulating and barbage tubes are installed inside the shell.
2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю - . щ и и с тем, что обечайка (жабжена лапаном, расположенным под отверстием рышки; Источники информации, прин тые во вн имание при экспертизе 1. свидетельство СССР 199087, кл. В ОЦ 3/16, 1965.2. The apparatus according to claim 1, of tl and h and y -. u and with the fact that the shell (zhabzhena lapan located under the hole ryki; sources of information, taken into account during the examination 1. USSR certificate 199087, class B OTS 3/16, 1965.
1212
9иг.г9G