SU874087A1 - Heat-mass exchange apparatus - Google Patents
Heat-mass exchange apparatus Download PDFInfo
- 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
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)
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) |
-
1979
- 1979-01-25 SU SU792717183A patent/SU874087A1/en active
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 |