SU874087A1 - Heat-mass exchange apparatus - Google Patents

Heat-mass exchange apparatus Download PDF

Info

Publication number
SU874087A1
SU874087A1 SU792717183A SU2717183A SU874087A1 SU 874087 A1 SU874087 A1 SU 874087A1 SU 792717183 A SU792717183 A SU 792717183A SU 2717183 A SU2717183 A SU 2717183A SU 874087 A1 SU874087 A1 SU 874087A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
liquid
devices
pipeline
absorber
gas
Prior art date
Application number
SU792717183A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Павлович Шутов
Газанфар Зульфугар Алекперов
Низами Ниязиевич Султанов
Эльмира Иман Кули Гусейнова
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Подготовке @К Транспортировке И Переработке Природного Газа
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Подготовке @К Транспортировке И Переработке Природного Газа filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Подготовке @К Транспортировке И Переработке Природного Газа
Priority to SU792717183A priority Critical patent/SU874087A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU874087A1 publication Critical patent/SU874087A1/en

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

(54) ТЕПЛОМАССООБМБННЫЙ АППАРАТ(54) HEAT AND MASS MEDIA

Изобретение относитс  к газоперерабатьюающей , нефтехимической и химической промышленности и может ггрИмен ггьй , в массо- и теплообменных процессах на системе жидкость - газ (пар).The invention relates to gas processing, petrochemical and chemical industries and can be used in mass and heat transfer processes on a liquid - gas (vapor) system.

Известен тепломассообменный , в котором диспергирование жидкости производитс  форсунками с использованием энергии самой участвующей в контактф жидкости flj .A heat and mass transfer is known, in which the liquid is dispersed by nozzles using the energy of the flj fluid itself.

Недостатком известного аппарата  вл етс  то, что жидкость диспергируетс  лишь однократно, в св зи с чем лишена возможности неоднократного контактировани  с газовым (паровым) потоком.A disadvantage of the known apparatus is that the liquid is dispersed only once, therefore it is not possible to repeatedly contact with the gas (vapor) stream.

Известен также массообменный аппарат , в котором диспергирование жидкости в газовый поток осуществл етс  элементами , приводимыми во вращение реакци ми струй этой жидкости, истекающей в объем аппарата 2 |.;A mass transfer apparatus is also known in which the dispersion of a liquid into a gas stream is carried out by elements driven by the reaction of jets of this liquid flowing into the volume of the device 2 | .;

, Недостатком этого аппарата  вл етс  то, что лишь часть жидкости, поступающей в аппарат, участвует в многократном контакте с газом. Например жидкость, поступающа  на первую, по ходу газа, контактную ступень, участвует в контакте с газом однократно, жидкость, поступающа  на вторую ступень - двукратно, на третью - трехкратно к т.д. Это создает неодинаковые услови  дл  проведени  процесса в объеме аппарата, что снижает его интенсивность.The disadvantage of this apparatus is that only a fraction of the liquid entering the apparatus participates in repeated contact with the gas. For example, the fluid entering the first, along the gas flow, contact stage, is in contact with the gas once, the fluid entering the second step — twice, and the third — three times as much. This creates different conditions for the process in the volume of the apparatus, which reduces its intensity.

Известен тепломассообменный аппарат, Known heat and mass transfer apparatus,

10 содержащий контактные элементы, в котором поверхности контакта фаз между жидкостью и газом осуи1ествлено разбрызгиванием жидкости устройствами, вращающимис  от энергии газового потока.10 comprising contact elements, in which the contact surfaces of the phases between the liquid and the gas are caused by liquid spraying devices rotating from the energy of the gas stream.

1515

В известном аппарате часть энергии поступательно движущегос  в аппарате газового потока преобразуетс  во враща-; тельное движение роторных устройств. .Устройства, враща сь, захватывают жид20 кость и разбрызгивают ее в движущемс  газовом потоке, создава  одновременно услови  дл  турбулентной диффузии. Этот аппарат позвол ет вести процесс массои теплообмена неоднократным диспергированием жидаости без наличи  валов и специальных приводов 3 J . Недостатком этого аппарата  вл етс  то, что процесс при нем может проводитьс  лишь при больших отношени х контактируемой массы газа к массе жидкости. При больших удельных расходах жидкости не обеспечиваетс  развита  поверхность контакта фаз. При переработке и очистке природного, особенно высокосернистого газа, требуетс  большой удельный расход абсорбента. Как правило эти процессы происход т при давлени х пор дка кг/см. Примем, что процесс происходит при давлении Р 50 кг/см и при расходе абсорбента 3 л на 1 , приведенного к нормальным услови м. ,j В одном м газа, наход шегос  в аппарате при давлениипроцесса содержитс  V 50 приведенного к нормальным услови м. На этот объем газа подаетс  L 3 V ЗХ л абсорбента. Дри плотности жидкости кг/л ,8 кг/нм получаем, что на 1 мгаза наход щегос  в аппарате при дазалении про цесса, расходуетс  Ь 15О кг абсорбента Следовательно, jipn прохождении 1м газа (массой 50 0, кг) по ап ту он своей энергией при помощи вращаемых им роторных устройств, должен создать развитую поверхность контакта разбрызгиванием L 15О кг зйидкости, ЧТО трудно вьшолнимо. Этот недостаток  вл етс  преп тствие дл  применени  в Процессе регенерации жидкого поглотител  на установках с зам кнутым циклом (с возвратом регенерированной жидкости в цикл), так как при регенерации насьпденного поглотител  основную массу составл ет жидка  фаза, а газова  (парова ) фаза представлена 11ишь частью поглощенного абсорбентом газа. Масса поглощенного газа несравнимо мала по сравнению с массой подаваемой в десорбер жидкости и энергий его недостаЛ10ЧНО дл  вращени  устройства. Известен также аппарат рл  проведени процесса массо- и теплообмена, в которо поверхность контакта фаз между жидкость и газом (jtiapOM) обеспечиваетс  диспергированием жидкой фазы устройствами механического воздействи . Дл  проведени  процесса в этом аппарате контактные устройства совершают механическое воздействие на контактируе мые потоки выражающиес , например в виде разбрызгивани  жидкости, создани  8 74 урбулентных течений и пульсируюших ихрей центробежных сил, чем иненсифицируетс  процесс массо- и теплообмена f4 J. Недостатком этого аппарата  вл етс  то, что он требует установки специальных приводов и валов с жесткими требовани ми к точности их изготовлени , монтажа , герметизации и эксплуатации. Другим недостатком  вл етс  однонаправленность перемешивани  фаз, св занна  с направлением врашени  вала. Цель изобретени  - снижение энергозатрат . Дл  достижени  указанной цели в аппарате , включающем корпус с устройствами механического воздействи  на контактируемые потоки, последние снабжены жидкостными приводами и соедин кшшм их трубопроводом. Целесообразно трубопровод снабжать регул тором расхода, жидкости. На фиг. 1 изображейа установка с аппаратом , соединенными ъ езкку собой тру- бопроводами и имеюшими разное дазвление; на фиг. 2 - схема абсорбционной установ ки с использованием энергии, полученной жидким потоком от насоса. Аппарат содержит корпус 1 абсорбера 2 и десорбера 3. Внутри абсорбера 2 расположены жидкостные приводы 4, соединенные трубопроводом 5, один конец которого находитс  ниже уровн  жидкости, поддерживаемого в аппарате, а другой конец соединен со штуцером б в верхней части аппарата. Абсорбер имеет перетр ную линию 7, соединенную с нижней его частью. Внутри десорбера 3 расположен трубопровод 8 дл  прохода поступающего на регенерацию насыщенного абсорбента. Один конецтрубопровода 8 находитс  в свободном объеме аппарата, а другой соединен со штуцером входа абсорбента. Десорбер имеет переточную линию 9. Каждый аппарат содержит устройство 10 механического воздействи , кграющето роль контактного устройства. Абсорбер и десорбер может быть оснащен насосом 11 дл  подачи свежего абсорбента в абсорбер и насосом 12 дл  подачи на регенерацию в десорбер насыщенного абсорбента . Жидкостнь1ми приводами могут служить известные устройства, преобразующие энергию поступательно движущегос  потока во вращение элементов этих устройств, как например в виде известнъсс турбин или лопастных колес, установпенных Б трубопроводах, вращающие оси которых наход тс  вне трубопровода в зоне контакта фаз.In a known apparatus, a part of the energy of a gas stream moving progressively in the apparatus is converted into rotation; body movement of rotary devices. The devices, rotating, capture the liquid and spray it in a moving gas stream, simultaneously creating conditions for turbulent diffusion. This apparatus allows the process of mass transfer and heat exchange by repeated dispersion of liquid without the presence of shafts and special 3 J drives. The disadvantage of this apparatus is that the process with it can be carried out only at large ratios of the contacting mass of gas to the mass of liquid. At high specific flow rates of the liquid, the phase contact surface is not developed. In the processing and purification of natural gas, especially sour gas, a large specific consumption of absorbent is required. Typically, these processes occur at pressures of the order of kg / cm. Let us assume that the process takes place at a pressure of P 50 kg / cm and at an absorbent flow rate of 3 liters per 1 reduced to normal conditions., J In one m of gas found in the apparatus at a pressure of the process, V 50 is reduced to normal conditions. this volume of gas is supplied by an L 3 V 3 × L absorbent. Density of liquid kg / l, 8 kg / nm, we find that 1 kg of absorbent is consumed in the apparatus during dispensing process. Consequently, jipn 1 m of gas (mass 50 0, kg) is consumed by its energy with the help of rotary devices rotated by him, he must create a developed contact surface by spraying L 15O kg of liquid, which is difficult to accomplish. This disadvantage is an obstacle for use in the Regeneration Process of a liquid absorber on plants with a closed cycle (with the return of the regenerated liquid into the cycle), since the regeneration of the absorber absorbs most of the liquid phase and the gas (vapor) phase is represented by only a part absorbed by the absorbent gas. The mass of the absorbed gas is incomparably small compared to the mass of the liquid fed into the desorber and its energy is not enough for the device to rotate. Also known is an apparatus for carrying out a process of mass and heat transfer, in which the surface of phase contact between liquid and gas (jtiapOM) is provided by dispersing the liquid phase by mechanical action devices. For carrying out the process in this apparatus, contact devices make a mechanical effect on the contacting flows, expressed, for example, in the form of liquid splashing, creating 874 urban flows and pulsating and centrifugal forces, and this increases the mass and heat exchange process f4 J. that it requires the installation of special drives and shafts with stringent requirements for the accuracy of their manufacture, installation, sealing and operation. Another disadvantage is the unidirectionality of the mixing phases, associated with the direction of shaft rotation. The purpose of the invention is to reduce energy consumption. To achieve this goal in the apparatus, including a housing with devices for mechanical action on the contacting streams, the latter are equipped with fluid drives and their connection with pipeline. It is advisable to supply the pipeline with a flow control fluid. FIG. 1 shows the installation with the device, connected by pipeline and having a different pressure; in fig. 2 is a diagram of the absorption unit using the energy obtained by the liquid flow from the pump. The apparatus comprises an absorber body 1 and a desorber 3. Inside the absorber 2 are liquid drives 4 connected by pipe 5, one end of which is below the level of liquid maintained in the apparatus, and the other end connected to fitting b in the upper part of the apparatus. The absorber has a grindline 7 connected to its lower part. Inside the desorber 3 there is a pipeline 8 for the passage of the saturated absorbent entering the regeneration. One end of the pipeline 8 is in the free volume of the apparatus, and the other is connected to the nozzle of the entrance of the absorbent. Desorber has an overflow line 9. Each apparatus contains a mechanical action device 10, the role of a contact device. The absorber and desorber can be equipped with a pump 11 for supplying fresh absorbent material to the absorber and a pump 12 for feeding regeneration into the desorber saturated absorbent. Liquid drives can be known devices that convert the energy of a moving stream into rotation of the elements of these devices, such as limestone turbines or impellers, installed B pipelines, the rotating axes of which are located outside the pipeline in the zone of phase contact.

На ос х жидкостных приводов установлены устройства механического воздействи , которые могут быть любого известного исполнени  и конструкци  их выбираетс  в зависимости от желаемого количества диспертируемой жидкости, качества дисперсности или же прин того механизма воздействи  на контактируемые потоки.Mechanical action devices are installed on the axes of the liquid drives, which can be of any known design and their design is selected depending on the desired amount of the dispersed liquid, the quality of the dispersion, or the adopted mechanism of influence on the contacting streams.

В аппаратах могут находитьс  по одному или несколько трубопроводов, расТ1оЛ кение которых хфинимаютс  в зависимости от желаемого направлени  воздействи  устройств.In the apparatus, there may be one or several pipelines, the expansion of which is acceptable depending on the desired direction of action of the devices.

Аппараты могут быть вьшолнены гюри;зонтальными Devices can be filled with guri;

Непременным условием проведени  процесса в аппаратах  вл етс  наличие на коцах канала разности давлени , необходимо дл  хфидани  жидкому потоку, движущемус  по трубопроводу, энергии достатоадой дл  создани  эффективного механического воздействи  на контактируемые noTOioi при помощи жидкостных приводов, расположенных в трубопроводах и устройств механического воздействи .An indispensable condition for the process in the apparatus is the presence of a pressure difference on the ends of the channel, it is necessary for the liquid flow moving through the pipeline to have sufficient energy to create an effective mechanical effect on the contacted soTOioi using liquid drives located in the pipelines and mechanical action devices.

Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.

Природный газ, содержащий сернистые и кислые компоненты, подают в нижнюю часть абсорбера и он движетс  в нем снизу вверх.Natural gas containing sulfur and acid components is fed to the lower part of the absorber and it moves from the bottom up.

Жидкий поглотитель, например водный раствор моноэтаноламина, подают в верхнюю часть абсорбера и, двига сь вниз, он проходит все ступени контакта, снабженные устройствами 1О механического воздействи . Проконтактировав с газом на ступешпс контакта , жидкий поглотите/ш собираетс  в нижней части аппарата, откуда , в силу существующей разности междудавлени ми в абсорбере и десорбере/попадает в трубопровод через его конец и дви жетс  по этому трубопроводу.A liquid absorber, such as an aqueous solution of monoethanolamine, is fed to the upper part of the absorber and, moving down, it passes through all the stages of contact, equipped with mechanical action devices 1O. After contacting with the gas on the steps of the contact, the liquid absorb / w collects in the lower part of the apparatus, from where, due to the existing difference between the pressures in the absorber and desorber, it enters the pipeline through its end and moves along this pipeline.

При даижении по трубопроводу жидкий поток своей энергией приводит во вращение лопасти колес или турбины жидкостны приводов. Энерги  вращени  передаетс  при помощи их осей на устройства механического воздействи , преобразующие эту энергию в энергию механических воздействий на контактируемые потоки.When diving through a pipeline, the liquid flow with its energy causes the blades of the wheels or the turbine of the liquid drives to rotate. The rotational energy is transmitted by means of their axes to mechanical impact devices that convert this energy into the energy of mechanical impacts on the contacting streams.

Жидашй поток прощедший по трубопроводу , вьшодитс  из абсорбера 2 и, предварительно нагретый,, поступает в десорбер 3.The flow that has passed through the pipeline, is removed from the absorber 2 and, preheated, enters the desorber 3.

Работа десорбера 3 аналогична работ абсорбера 2. В десорбере 3 жидкий пото проходит по трубопроводу и приводит во вращение при помощи жидкостных приводов закрепленные на ос х этих приводов устройства механического воздействи .The operation of the desorber 3 is similar to the work of the absorber 2. In the desorber 3, the liquid flow passes through the pipeline and causes the mechanical impact devices attached to the axes of these actuators to rotate using liquid drives.

Выход  из конца трубопровода, жидки поток движетс  вниз и проходит через ступени контакта.The exit from the end of the pipeline, the fluid flow moves down and passes through the contact stages.

Контактные устройства, в зависимост от прин того типа, производ т различные по характеру и по степени интенсификации процесса механические воздействи . Эти воздействи  могут про вл тьс  в виде диспергировани  жидкости, перемещиВШ1ИЯ ее, создани  вихрей и пульсаций.Contact devices, depending on the type adopted, produce mechanical effects of different nature and degree of intensification of the process. These effects can manifest themselves in the form of dispersing a fluid, mixing it, creating vortices and pulsations.

Степень механического воздействи  устройств 10 в аппаратах приведенных схем зависит от количества проход щей по каналу жидкости и ее скорости. Дл  регулировани  интенсивной работы устройств механического воздействи  на контактируемые потоки в абсорбере часть жидкости выводитс  из аппарата, мину  трубопровод при помощи переточной линии 7. Длд этих целей в десорбере используетс  переточна  лини  9. При выходе из аппаратов по переточным лини мThe degree of mechanical action of the devices 10 in the apparatus of the above schemes depends on the amount of fluid passing through the channel and its velocity. To regulate the intensive work of mechanical devices on the contacting streams in the absorber, part of the liquid is withdrawn from the apparatus, mine the pipeline using the overflow line 7. For these purposes, the overflow line 9 is used in the desorber. When leaving the apparatus through the overflow lines

7или 9 через трубопроводы проходит меньшее количество жидкости, следовательно, скорость жидкогю потока в трубопроводах падает, падает соответственно и скорость вращени  контактных устройств. Таким образом, регулирование интенсивности воздействи  контактных устройств осуществл етс  регулированием кошгаества выход щей по переточным лини м жидкости .7 or 9, a smaller amount of liquid passes through the pipelines, therefore, the speed of the liquid flow in the pipelines decreases, and the speed of rotation of the contact devices falls accordingly. Thus, the regulation of the intensity of the impact of the contact devices is carried out by regulating the flow of the liquid flowing through the overflow lines.

В технологических ycтaнoвкa  нaпpй- мер нефт ной и химической промыщленности , разность между давлени ми аппаратов которых недостаточна дл  создани  необходимых механических воздействий на контактируемые потоки, может быть применен вариант использовани  энергии жидкости, полученной ею от насосов ,(фиг. 2).In technological installations of oil and chemical industry, the difference between the pressure of the apparatus is not sufficient to create the necessary mechanical effects on the contacting streams, the option of using the energy of the fluid it received from the pumps can be applied (Fig. 2).

8этом случае жидкость HQCOCOM 11 по- даетс  по трубопроводу на верх абсорбера и своей энергией с помощью жидкостных приводов приводит в движение контактные устройства. Выход  с ковда трубопровода, жидкость движетс  вниз, взаимодейству  с поднимающимс  газовым потоком на ступен х контакта.In this case, the HQCOCOM 11 liquid is delivered through a pipeline to the top of the absorber and with its energy, using liquid drives, drives contact devices. The output from the pipeline, the liquid moves downward, interacting with the rising gas flow at the contact stages.

Дл  приведени  в движение контактных устройств десорбера используетс  энерги , сообщенна  насосом 12 потоку жидкости в канале 13.Energy is used to drive the contact devices of the desorber, which is connected by a pump 12 to the flow of fluid in the channel 13.

Claims (3)

Регупирование работы контактных устройств производитс  при помощи ввода части жидкости в аппараты, мину  трубопроводы, по переточным лини м: в абсорбере - по линии 14, в десорбере по линии 15,. Формула изобретени The operation of the contact devices is regulated by entering part of the liquid into the apparatus, by passing pipelines, along flow lines: in the absorber, via line 14, in the desorber through line 15 ,. Invention Formula 1. Тепломассообменный аппарат, включающий корпус с расположенными в нем устройствами механического воэдейсиви  на контактируемые потоки, отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат, устройства механического воздействи  снабжены жидкостными приводами и соедин ющим их,трубопроводом . JKudKuu по г А отител Фиг. 11. Heat and mass transfer apparatus, comprising a housing with devices of mechanical flow located therein on contacting streams, characterized in that, in order to reduce energy costs, the devices of mechanical action are provided with liquid drives and connecting them, a pipeline. JKudKuu on gA otitel FIG. one 74087. 874087. 8 2. Аппарат по п. 1 о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  диапазона нагрузки по жидкости и возможности регулировани  интенсивности 5 механического воздействи , трубопровод снабжен регул тором расхода жидкости.2. The apparatus according to claim 1, wherein in order to expand the load range of the fluid and the ability to control the intensity of the mechanical effect 5, the pipeline is equipped with a fluid flow regulator. Источники информации, пр1т тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Рамм В. И. Абсорбци  газов, to М., 1976, с 531-536,1. Ramm V.I. Absorption of gases, to M., 1976, pp. 531-536, 2.Авторское свидетельство СССР № 565873, кл. В О1D 3/30, 1977.2. USSR author's certificate number 565873, cl. O1D 3/30, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР NO 497О25, кл. В 01 Т) 3/30, 1975.3. USSR author's certificate NO 497О25, cl. B 01 T) 3/30, 1975. 154. Авторское свидетельство СССР154. USSR author's certificate № 386640, кл. В 01 В 3/30, 1972, ;Кидкии поглотительNo. 386640, cl. B 01 B 3/30, 1972,; Kidkya absorber rHtrHt 11eleven iiii «§“§ // -ABOUT
SU792717183A 1979-01-25 1979-01-25 Heat-mass exchange apparatus SU874087A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792717183A SU874087A1 (en) 1979-01-25 1979-01-25 Heat-mass exchange apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792717183A SU874087A1 (en) 1979-01-25 1979-01-25 Heat-mass exchange apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU874087A1 true SU874087A1 (en) 1981-10-23

Family

ID=20807031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792717183A SU874087A1 (en) 1979-01-25 1979-01-25 Heat-mass exchange apparatus

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU874087A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4963329A (en) Gas reacting apparatus and method
US5565180A (en) Method of treating gases
US5023064A (en) Method for removing sulfur oxide
US4865817A (en) Gas reacting apparatus
US5429808A (en) Wet-type exhaust gas desulfurizing apparatus
US3948608A (en) Apparatus for treating stack gases
US4195062A (en) Flue gas scrubbing
SU874087A1 (en) Heat-mass exchange apparatus
TW372881B (en) Gas-liquid contact apparatus
US5362464A (en) Method for removing sulfur oxides
US3349546A (en) Chemical and heat absorbing apparatus
US3372905A (en) Power generating method and apparatus
US4481170A (en) Apparatus for treating stack gases
EP2889075B1 (en) Plate arranged to support a bed of liquid absorbent in a device for purifying gas
RU2070824C1 (en) Method of removing hydrogen sulfide from gas stream
GB1256616A (en)
DE69007919D1 (en) Device for larger gas flows.
US2344554A (en) Deaeration of liquids
RU2007209C1 (en) Plant for cleaning gas
JPH08281056A (en) Wet type flue gas desulfurizer
SU1559200A1 (en) Method of conditioning mine air
RU140855U1 (en) FOAM UNIT WITH TURBULENCE GENERATOR FOR WET GAS CLEANING
CA1289462C (en) Gas reacting apparatus and method
JP3611258B2 (en) Gas purification equipment
SU1017374A1 (en) Centrifugal scrubber