SU967499A1

SU967499A1 - Mass exchange plate

Info

Publication number: SU967499A1
Application number: SU813257461A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Михайлович Яковлев; Сергей Алексеевич Лахтанов; Семен Корнеевич Протасов
Original assignee: Гродненское производственное объединение "Азот" им.С.О.Притыцкого
Priority date: 1981-03-11
Filing date: 1981-03-11
Publication date: 1982-10-23

Description

(54) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА(54) MASS EXCHANGE PLATE

Изобретение относитс к устройствам дл проведени процессов массообмена дл использовани в химической , пищевой и других родственных отрасл х промышленности, в частности дл проведени процессов абсорбции и ректификации , работакицих по принципу пр моточного взаимодействи фаз в зоне контакта.The invention relates to devices for carrying out mass transfer processes for use in the chemical, food and other related industries, in particular for carrying out absorption and rectification processes based on the principle of direct interaction of the phases in the contact zone.

Известно контактное устройство дл проведени процессов массообмена представл ющее собой патрубок с отбойньм устройством вверху. В нижней части патрубка установлен тангенциальный завихритель, образующий распылительную камеру, устройство дл подачи жидкости с тарелки в нижнюю часть камеры в одну или несколько щелей при помощи трубок (И.A contact device for carrying out mass transfer processes is known, which is a nozzle with a breaker device at the top. At the bottom of the nozzle, there is a tangential swirler, which forms the spray chamber, a device for supplying liquid from the tray to the lower part of the chamber in one or several slits using tubes (I.

Однако данное устройство не обладает достаточно высокой эффективностью массообмена.However, this device does not have a sufficiently high efficiency of mass transfer.

Известно контактное устройство дл проведени процессов массообмена, Содержащее полотно, на котором жестко закреплены контактно-сепарационные патрубки с отбойным устройством в верхней части, многолопастным завихрителем и распылительной камерой в нижней части. Распылительна камера выполнена из установленных радиально и образующих коническую поверхность полых V-образных лопас- . тей 2. A contact device for carrying out mass transfer processes is known. It contains a web on which contact separation pipes are rigidly fixed with a fender device in the upper part, a multi-blade swirler and a spray chamber in the lower part. The spray chamber is made of radially mounted hollow V-shaped lobes that form a conical surface. Tay 2.

К недостаткам известного устройства следует отнести невысокую интенсивность массообмена вследствие малой турбулизации газожидкостного потока и незначительного времени кон10 такта фаз в услови х высокоразвитой поверхности контакта.The disadvantages of the known device include the low intensity of mass transfer due to the small turbulization of the gas-liquid flow and the insignificant time of the contact cycle of the phases under the conditions of a highly developed contact surface.

Известное устройство обладает также узким диапазоном эффективной работы по газовой фазе, поскольку The known device also has a narrow range of effective work on the gas phase, because

15 при увеличении скорости газа диспергирование жидкости осуществл етс с верхней части V-образных лопастей, что снижает врем контакта фаз, а при низкой скорости газа жидкость 15 with an increase in the gas velocity, the dispersion of the liquid occurs from the top of the V-shaped blades, which reduces the contact time of the phases, and at low gas velocity the liquid

20 частично протекает по лопаст м и стекаетс на нижележащую тарелку без контакта. Кроме того, наличие диафрагмирующего колпачка увеличивает гидравлическое сопротивление элемента20 partially flows through the blade and flows onto the underlying plate without contact. In addition, the presence of a diaphragm cap increases the hydraulic resistance of the element.

Целью изобретени вл етс интен25 сификаци процесса массообмена за счет увеличени времени и поверхности контакта фаз и расширение диапазона устойчивой работы конт&ктного эле30 мента.The aim of the invention is to intensify the process of mass exchange by increasing the time and surface of the contact of the phases and expanding the range of stable operation of the contact element.

Указанна цель достигаетс тем,-что в тарелке, на полотне которой жестко закреплены контактно-сепарационные патрубки с отбойным з стройством в верхней части, многрлопаст- ным завихрителем и распылитейьной 5 камерой, контактно-сепарационный патрубок выполнен в средней части со щелью с отбортовкой навужу и снабжен расположенным внутри него дополнительным завихрителем,а многоло- Q пастной завихритель установлен в нижней части камеры, полые лопасти которой имеют щель дл выхода жидкости выше завихрител .This goal is achieved by the fact that in the plate, on the canvas of which the contact-separation pipes with a fencing system in the upper part are rigidly fixed, with a multi-blade swirl ring and spray chamber 5, the contact-separation branch pipe is made in the middle part with a slot with flanging on it is equipped with an additional swirl located inside it, and a multi-Q pastel swirl is installed in the lower part of the chamber, the hollow blades of which have a slit for the fluid to exit above the swirl.

При этом отбойник контактно-сепарационного патрубка вьиолнен в виде усеченного конуса, сужающегос ,;; вниз, жестко скрепленного с обоймой и установленного на рассто нии от контактнр -сепарационногр патрубка. .In this case, the bump stop of the contact-separation pipe is shaped in the form of a truncated cone, which narrows ;;; down, rigidly fastened to the clip and installed at a distance from the contact-separation pipe. .

Кроме того, обечайка отбойного .2 устройства выполнена одного диаме,тра, с обечайкой .к,онтактно-сепарацйонного .элемента,In addition, the shell of the fender .2 device is made of one diameter, tra, with a shell. To, ontactno-separationnyh element,

Причем контактно-сепарационный элемент снабжен в верхней части от- . 25 бортовкой, выполненной наружу/.Moreover, the contact-separation element is provided in the upper part of the -. 25 bortovka made out /.

На фиг. 1 изображена предлагаема арелка, общий вид; на фиг. 2 - разрез (Д-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пола лопатка; на фиг. 4 - вид Б на фиг.1. FIG. 1 shows the proposed harness, general view; in fig. 2 is a section (D-A in Fig. 1; in Fig. 3 — a scapula floor; in Fig. 4, view B in Fig. 1.

Массообменна тарелка содержит полотно 1, на котором жестко закреплены контактно-сепарационные патрубки 2 с отбойным устройством 3, выполненным , в виде сужающегос вниз ;35 усеченного конуса 4, жестко скрепленного с кольцом 5 и обечайкой б. Отбойное устройство установлено с зазорами 7 и 8 по отношению к контактно сепарационному патрубку. Кон- 40 тактно-сепарационный патрубок имеет вверху отбортовку Э,выполненную нару жу ,в средней части щель 10.с отбрртовкой 11, выполненной также наружу, и внутри завихритель 12, а в нижней jj части распылительную камеру 13, выполненную в форме усеченного конуса с турбулизатором 14 в узкой ее части. Распылительную камеру образуют полые у-образные лопасти 15, установленные „. радиально, заглушённые в нижнейди в передней части заглушками 16 и 17. В передней части лопасть выше турбулцзатора щлеет щель 18 дл прохода жидкости. Внутренн полость 19 посредством Ь верстий 20 сооб- 55 ивае.тс с объемом жидкости на тарелке.The mass transfer plate contains a sheet 1, on which contact-separation pipes 2 are rigidly fixed with a fender device 3 made narrowed downwards; 35 of a truncated cone 4 rigidly fastened with a ring 5 and a shell b. The breaker device is installed with gaps 7 and 8 in relation to the contact separation pipe. The contact and separation-separation pipe has an E flare at the top, made outside, in the middle part there is a slit 10. with turning 11, also made outside, and a swirler 12 inside, and in the lower jj part a spraying chamber 13, made in the shape of a truncated cone turbulator 14 in its narrow part. The spray chamber is formed by hollow y-shaped blades 15, mounted “. radially, plugged at the bottom in the front part of the plugs 16 and 17. In the front part of the blade above the turbulator there is a slot 18 for the passage of fluid. The internal cavity 19 by means of the L version 20 communicates with the volume of liquid on the plate.

Обечайка отбойника выполнена одного диаметра Д с обечайкой контактно-сепарационного патрубка.The shell of the bump is made of the same diameter D with the shell of the contact-separation pipe.

Предлагаемое устройство работает 60 следующим образом.The proposed device operates 60 as follows.

Жидкость с полотна тарелки через отверсти 20 поступает в объем 19 полой лопатки 15 и вытекает через, щель ,18 на турбулизатор 14.65The liquid from the web of the plate through the holes 20 enters the volume 19 of the hollow blade 15 and flows out through the slot 18 to the turbulator 14.65

Газ, поднима сь вверх по колонне, раздел етс . Часть его проходит турбулйзатрр 14, турбулизируетс , приобретает закрутку и, мелко диспергиру жидкую фазу, поднимает ее вверх.The gas, rising up the column, is separated. A part of it goes through turbulence 14, it is turbulized, acquires a twist and, finely dispersing the liquid phase, raises it up.

Основна масса газа проходит через щели, образованные полыми лопаст ми , и стру ми пересекает турбулизированный газожидкостный поток, производ дополнительное диспергирование жидкости, котора под действием центробежных сил после турбулизатора двжетс навстречу основному газовому п|току . Oбpaзs oщиec при этом завихре ни способствуют созданию сильно ,|турбулизированного потока с йепрерыв но с бновл ющейс поверхностью контакта фаз, что значительно интенсифицирует процесс массообмена.The bulk of the gas passes through the slots formed by hollow vanes and crosses the turbulent gas-liquid flow in jets to produce additional dispersion of the liquid, which, under the action of centrifugal forces, moves the turbine gas towards the main gas n | current. During this process, the swirls contribute to the creation of a highly turbulent flow with interrupting but with an invasive surface of the contact of the phases, which significantly intensifies the process of mass exchange.

Предлагаемое конструктивнЪё решение позвол ет значительно расширить 1диапазон работы устройства, посколь|ко вне зависимости от скорости газа жидкость поступает нд трубулизатор, ..кртРрый производит ее распределение вЪ встречный поток газа и соответственно по всему объему распылительной камеры 13.The proposed design solution allows to significantly expand the range of operation of the device, since, regardless of the gas velocity, the liquid enters the pipe sealer, the valve produces its distribution to the oncoming gas flow and, accordingly, throughout the entire volume of the spraying chamber 13.

После распылительной камеры турбу лизированный газожидкостный поток поступает в контактно-сепарационный патрубок 2 и движетс вверх, чем увеличиваетс врем контакта фаз в услови х высокоразвитой поверхности контакта .After the spray booth, the turbulent gas-liquid stream enters the contact-separation pipe 2 and moves upwards, which increases the contact time of the phases under conditions of a highly developed contact surface.

Проход завихритель 12, газожид костный поток приобретает вращательное движение и эжектирует через щель 10 жидкость, наход щуюс между койтактно-сепарационным патрубком и отбортовкой 11, и транспортируетс ее пленкой вверх. Под действием центробежных сил частицы жидкости, движущиес после завихрител , отбрасываютс на пленку, обновл поверхность контакта фаз в ,лленочном режиме взаимодействи фаз, что позвол ет также интенсифицировать процесс массопере ,дачи.Passing the swirler 12, the gas-liquid bone flow acquires rotational motion and ejects through the slit 10 the fluid between the kojtaktno-separation pipe and flange 11, and is transported upwards with its film. Under the action of centrifugal forces, the fluid particles moving after the swirler are thrown onto the film, renewing the contact surface of the phases in the film mode of phase interaction, which also makes it possible to intensify the process of the mass transfer unit.

Движуща с пленка жидкости за сче отбортовки 9 конТактно-сепарационного устройства в верхней части срезаетс и поступает под отбойное устройство 3, где скорость ее резко падает за счет расширени объема, и жикость по стенке патрубка стекает на отбортовку щели 10, откуда она частично возвращаетс на циркул цию, а частично сливаетс на полотно 1 тарблки , чем образуетс два контура циркул ции.The fluid moving film for the flanging 9 of the contact-separating device is cut off at the top and goes under the fender device 3, where its speed drops sharply due to volume expansion, and the fluid along the wall of the nozzle flows to the flange of the slit 10, from where it partially returns to caliper partly merges onto the canvas 1 of the tarblock, thus forming two circulation loops.

Claims

Multiple circulation of liquid through the elements for gas-liquid systems, where the diffusion resistance of mass transfer is concentrated in the liquid phase, reduces the number of plates along the height of the apparatus, which increases the efficiency of the stage and reduces the metal intensity of the apparatus. The implementation of the contact-separation pipe with flared in the upper part allows you to reliably separate the phase after contact and to make the diameter of the shell D of the bump stop equal to. ; | Diameter. contact element. This I makes it possible to discard the afragmic cap, which significantly reduces the hydraulic resistance of the element, (After the interaction, the gas enters the overlying plate, and the liquid through overflow (not shown) i flows to the lower stage. Thus, the proposed design compared with; known} it allows to increase the efficiency of mass exchange, the range of stable operation and the time of contact of the liquid phase with the gas, which significantly increases the efficiency of the stage during the contact of the phases, especially for systems where diff Zionic resistance of mass transfer is concentrated in the liquid phase. Claim 1: A mass transfer plate for the interaction of gas (vapor) with a liquid containing a web on which the contact-separation pipes with a fender device in the upper part, a multi-vane swirler and spray chamber in the lower part are rigidly fixed, made of installed radially and forming a conical surface of hollow K-shaped blades, characterized in that, in order to intensify the process of mass exchange by increasing the time The contact area and phase surfaces and the expansion of the range of stable operation, the contact separation pipe is made in the middle part with a flange slot outside and is equipped with an additional internal swirler located inside it, and a multi-edged swirl device is installed in the lower part of the chamber. Hollow blades of which it has a slit for the liquid to exit above the swirl.: 2. The device according to claim 1, which is so that the baffle is made in the form of a truncated cone, narrowed down, rigidly fixed to the shell. distance from the contact separation pipe. 3. The device according to paragraphs. 1 and 2, about t and h and her, so that the shell of the bump stop is made of the same diameter with the shell of the contact-separation element. 4. Device on PP. 1-3. This is due to the fact that the contact-separation element is provided with an flange in the upper part, which is made outwards. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate 226551, cl. B 01 D 3/26, 1967.

2. USSR author's certificate 552983, cl. B 01 D 3/26, 1975 (prototype).

Aa

/five

ff

Pw.J

BuSB

go

FIG.