EA012722B1 - Массообменное контактное устройство - Google Patents
Массообменное контактное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- EA012722B1 EA012722B1 EA200801972A EA200801972A EA012722B1 EA 012722 B1 EA012722 B1 EA 012722B1 EA 200801972 A EA200801972 A EA 200801972A EA 200801972 A EA200801972 A EA 200801972A EA 012722 B1 EA012722 B1 EA 012722B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- valve
- steam
- gas
- plate
- contact element
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/30—Fractionating columns with movable parts or in which centrifugal movement is caused
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/163—Plates with valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
- B01D3/20—Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
- F17C11/007—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrocarbon gases, such as methane or natural gas, propane, butane or mixtures thereof [LPG]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в пищевой, химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Массообменное контактное устройство содержит полотно тарелки (1) с контактным элементом (2), дополнительное полотно тарелки (5), обечайку (4), которая имеет по периметру отверстия (11, 12), подвижный двухсторонний клапан, выполненный в виде установленных одна над другой сплошных пластин (6, 7), соединенных между собой дистанционной стойкой (8). Новым является то, что внешнее пространство контактного элемента соединено кожухом (13) через верхний ряд отверстий (12) в обечайке (4) с внутренним пространством обечайки. Технический результат состоит в следующем: 1) увеличивается подъемная сила, действующая на двухсторонний клапан (8), во время его движения вверх, за счет максимально возможного перепада давления на верхней пластине (6) двухстороннего клапана (8), так как газ (пар) не попадает в пространство над верхней пластиной; 2) при прохождении газа (пара) к контактному элементу под верхней пластиной двухстороннего клапана через верхний ряд отверстий (12) в обечайке (4) и кожух (13) используется динамический напор пара, как дополнительная сила, для поддержания клапана в верхнем положении; 3) при уменьшении или колебании расхода газа (пара) для фиксированного свободного сечения прохода газа (пара) клапан опускается вниз до уровня верхнего ряда отверстий (12) обечайки (4), создавая таким образом ситуативное свободное сечение для газа (пара) уже с меньшими значениями, но достаточными для поддержания клапана в верхнем положении за счет стабилизации перепада давления на тарелке; 4) при плавном перекрытии пара клапан (8), двигаясь вниз, уменьшает скорость своего движения на уровне
Description
Изобретение относится к массообменным контактным устройствам, а именно к устройствам, предназначенным для проведения процессов массообмена в системе газ (пар)-жидкость в условиях циклического режима (при раздельном движении фаз в колонне), и может быть использовано в пищевой, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известно массообменное контактное устройство, которое содержит полотно тарелки с контактными элементами. В полотне тарелки по периферии контактного элемента выполнены кольцевые отверстия с перемычками, а под контактным элементом - центральное отверстие, по оси которого под полотном тарелки установлены патрубок и обечайка. Обечайка оснащена размещенным в середине подвижным двусторонним клапаном. Клапан выполнен в виде установленных одна над другой и соединенных дистанционными стойками пластин с центральными отверстиями. Верхнее отверстие служит для прохода патрубка, а под нижним на стержне между ограничителями подъема и опускания установлен прерывающий клапан (А.С. СССР № 1307643).
Недостатком этого устройства является многоэлементность (двухэлементность) движущихся частей конструкции, ограничение свободного сечения патрубка для прохода газа (пара) и свободного сечения кольцевых отверстий для перелива жидкости. Эти недостатки увеличивают гидравлическое сопротивление тарелки при прохождении газа (пара) и время перетекания жидкости с тарелки на тарелку.
Известно массообменное контактное устройство, которое содержит полотно тарелки с контактным элементом, обечайку, подвижный двухсторонний клапан, ограничители подъема и опускания. По периметру обечайка имеет отверстия, а подвижный двухсторонний клапан выполнен в виде установленных одна над другой сплошных пластин. При этом устройство оснащено дополнительным полотном тарелки.
Ограничителем подъема двухстороннего клапана является контактный элемент, а опускания - нижний край обечайки. Нижние кромки отверстий обечайки выполнены на уровне дополнительного (нижнего) полотна тарелки. Кроме того, контактный элемент выполнен в виде внутреннего колпачка с отогнутыми по касательной пластинами барботажного узла, высота вертикальных отверстий по периметру обечайки равняется высоте двухстороннего клапана, а в крайних положениях двухстороннего клапана одна из пластин клапана обеспечивает раздел свободного сечения вертикальных отверстий обечайки на равные сектора (КН 2237508 С1).
Недостатком этого устройства является смещение рабочего диапазона устройства в сторону увеличения расхода пара при больших нагрузках по жидкости. При большом количестве жидкости на тарелке и недостаточном расходе пара происходит самопроизвольная разгрузка тарелки за счет опускания клапана в период подачи пара. Этим нарушаются оптимальные условия работы аппарата для циклического режима. Увеличением расхода пара мы ухудшаем условия перелива жидкости с переходной емкости на нижерасположенную тарелку, вплоть до полного запирания колонны.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования известного устройства, а именно обеспечение оптимальных условий работы аппарата при циклическом режиме ведения массообменных процессов, расширение рабочего диапазона нагрузок по жидкости и пару, уменьшение влияния запаздывания импульса давления газового (парового) потока по высоте колонны за счет автономной работы каждого контактного элемента при раздельном движении фаз, повышение производительности, увеличение надежности и долговечности работы конструкции.
Поставленная задача решается тем, что массообменное контактное устройство содержит полотно тарелки с контактным элементом, обечайку, подвижный двухсторонний клапан, ограничители подъема и опускания, по периметру обечайка имеет отверстия, а подвижный двухсторонний клапан выполнен в виде установленных одна над другой сплошных пластин, при этом устройство оснащено дополнительным полотном тарелки. Ограничителем подъема двухстороннего клапана является контактный элемент, а опускания - нижний край обечайки. Нижние кромки отверстий обечайки выполнены на уровне дополнительного (нижнего) полотна тарелки. Кроме того, контактный элемент выполнен в виде внутреннего колпачка с отогнутыми по касательной пластинами барботажного узла. Высота вертикальных отверстий по периметру обечайки равняется высоте двухстороннего клапана, а в крайних положениях двухстороннего клапана одна из пластин клапана обеспечивает раздел свободного сечения вертикальных отверстий обечайки на равные сектора, в соответствии с изобретением внешнее пространство контактного элемента соединено кожухом через ряд отверстий в обечайке с внутренним пространством обечайки.
Причинно-следственная связь между предложенными признаками и техническим результатом заключается в следующем.
1. Увеличивается подъемная сила, действующая на двухсторонний клапан, во время его движения вверх, за счет максимально возможного перепада давления на верхней пластине двухстороннего клапана, так как газ (пар) не попадает в пространство над верхней пластиной.
2. При прохождении газа (пара) к контактному элементу под верхней пластиной двухстороннего клапана через верхний ряд отверстий в обечайке и кожух используется динамический напор пара, как дополнительная сила, для поддержания клапана в верхнем положении.
3. При уменьшении или колебании расхода газа (пара) для фиксированного (например, 10%) на контактном элементе свободного сечения прохода газа (пара) (а значит и уменьшения перепада давления на тарелке) клапан опускается вниз до уровня верхнего ряда отверстий обечайки, создавая таким образом
- 1 012722 ситуативное свободное сечение для газа (пара) уже с меньшими значениями (например, 2%), но достаточными для поддержания клапана в верхнем положении за счет стабилизации перепада давления на тарелке.
4. При плавном перекрытии пара клапан, двигаясь вниз, уменьшает скорость своего движения на уровне верхнего ряда отверстий обечайки и плавно, без удара, садится на ограничитель опускания, увеличивая, таким образом, долговечность конструкции.
На фиг. 1 показано устройство в положении, которое отвечает начальному моменту подачи газа (пара).
На фиг. 2 показано устройство в положении, которое отвечает изменению приложения подъемной силы с нижней на верхнюю пластину двухстороннего клапана.
На фиг. 3 показано устройство в положении, которое отвечает всем последующим моментам подачи газа (пара).
На фиг. 4 показано устройство в положении, которое отвечает образованию ситуационного свободного сечения для прохода газа (пара).
Фиг. 5 - вид сверху.
Контактное устройство состоит из полотна тарелки 1, на котором закреплен контактный элемент 2 с отогнутыми по касательной пластинами барботажного узла 3, обечайки 4 с отверстиями 10, 12 и 11 под полотном тарелки 1, дополнительного (нижнего) полотна тарелки 5, двухстороннего клапана, состоящего из верхней 6 и нижней 7 пластин, соединенных между собой дистанционной стойкой 8. Отогнутый нижний край обечайки 4 исполняет функцию ограничителя опускания 9. Кожух 13 соединяет внешнее пространство контактного элемента 2 через верхний ряд отверстий 12 в обечайке 4 с внутренним пространством обечайки.
Контактное устройство работает следующим образом. Газовая (паровая) фаза во время парового периода поднимает двухсторонний клапан в фиксированное верхнее положение таким образом, что верхняя пластина 6 двухстороннего клапана закрывает отверстие контактного элемента 2. Пар, проходя под верхней пластиной 6 через верхний ряд отверстий 12 в обечайке и кожух 13, поступает в барботажный узел 3 контактного элемента 2, барботирует через слой жидкости.
По окончании парового периода двухсторонний клапан под действием собственного веса и веса жидкости движется вниз, уменьшая скорость движения на уровне верхнего ряда отверстий 12 обечайки, и плавно садится на ограничитель опускания 9. Жидкость из зоны барботажа на полотне тарелки 1 проходит через отверстия 11 обечайки 4, попадая в объем, ограниченный обечайкой 4, дополнительным (нижним) полотном тарелки 5 и двухсторонним клапаном (переходной объем).
Время задержки подачи газа (пара) будет определяться временем перелива жидкости с полотна тарелки 1 в переходную емкость и будет составлять несколько секунд.
В начальный момент подачи газа (пара) на нижнюю пластину 7 двухстороннего клапана будет действовать подъемная сила, обусловленная перепадом давления. Под действием этой силы будут двигаться вверх двухсторонний клапан, а за ним жидкость, которая находится в переходном объеме.
В момент времени, когда пластины двухстороннего клапана поравняются с отверстиями обечайки 4, приложение подъемной силы переходит с нижней 7 на верхнюю 6 пластину двухстороннего клапана. При этом сохраняется максимально возможный перепад давления, а значит и подъемная сила на верхней 6 пластине, так как газ (пар) не проходит через кожух 13 к пространству над верхней пластиной 6.
В отверстия обечайки 4 проходит газ (пар), барботируя через жидкость. С увеличением отверстия скорость пара, который проходит через отверстие, будет падать и создадутся условия для перехода жидкости на нижерасположенную тарелку. Двухсторонний клапан продолжает свое движение вверх до фиксируемого верхнего положения. Вес двухстороннего клапана и столба жидкости над ними должны быть меньше силы перепада давления, которое действует на верхнюю пластину.
Время перетекания жидкости с тарелки на тарелку называется жидкостным периодом. Таким образом, время цикла, который состоит из парового и жидкостного периодов, завершается. Последующие циклы проходят аналогично.
Предложенное контактное устройство позволяет проводить процесс массообмена в системе газ (пар)-жидкость в циклическом режиме при однократной смене жидкостной задержки одновременно на всех тарелках по высоте колонны, расширяет рабочий диапазон нагрузок по жидкости и пару, повышает производительность, увеличивает надежность и долговечность работы конструкции.
Использование предложенного контактного устройства устраняет перемешивание жидкости на смежных ступенях контакта и позволяет поднять эффективность массообмена в 2-3 раза в сравнении со стационарным процессом.
Claims (2)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Массообменное контактное устройство, которое содержит полотно тарелки с контактным элементом, дополнительное полотно тарелки, обечайку, которая имеет по периметру отверстия, подвижный двухсторонний клапан, выполненный в виде установленных одна над другой сплошных пластин, соединенных между собой дистанционной стойкой, отличающееся тем, что внешнее пространство контактного элемента соединено кожухом через верхний ряд отверстий в обечайке с внутренним пространством обечайки.
- 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний ряд отверстий в обечайке и отверстия обечайки могут быть сплошными.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA200603889A UA81700C2 (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Mass-exchange contact device |
PCT/UA2007/000021 WO2007117227A1 (fr) | 2006-04-10 | 2007-04-03 | Dispositif de contact à échange de masse |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200801972A1 EA200801972A1 (ru) | 2009-02-27 |
EA012722B1 true EA012722B1 (ru) | 2009-12-30 |
Family
ID=38581409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200801972A EA012722B1 (ru) | 2006-04-10 | 2007-04-03 | Массообменное контактное устройство |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090145738A1 (ru) |
EP (1) | EP2027901A4 (ru) |
EA (1) | EA012722B1 (ru) |
UA (1) | UA81700C2 (ru) |
WO (1) | WO2007117227A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA81192C2 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-10 | Mass-exchange contact device | |
US9248382B2 (en) * | 2013-03-08 | 2016-02-02 | Basf Se | Column for carrying out gas/liquid mass-transfer processes |
WO2014139958A1 (de) | 2013-03-11 | 2014-09-18 | Basf Se | Verfahren zur durchführung eines stoffaustauschprozesses in einer kolonne |
US9320983B2 (en) | 2013-03-11 | 2016-04-26 | Basf Se | Valve for carrying out a mass-transfer process |
EP2969090B1 (de) * | 2013-03-11 | 2016-12-21 | Basf Se | Ventil zur durchführung eines stoffaustauschprozesses |
EP3185977A1 (de) | 2014-08-25 | 2017-07-05 | Basf Se | Ventil zur durchführung eines stoffaustauschprozesses |
WO2016037941A1 (de) | 2014-09-08 | 2016-03-17 | Basf Se | Bodengruppe für eine stoffaustauschkolonne |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU580867A1 (ru) * | 1976-03-01 | 1977-11-25 | Днепропетровский Химико-Технологический Институт Имени Ф.Э.Дзержинского | Тарелка дл контактировани газа (пара) с жидкостью |
SU1212451A1 (ru) * | 1984-07-25 | 1986-02-23 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Пищевой Промышленности | Массообменное контактное устройство |
RU2237508C1 (ru) * | 2002-12-10 | 2004-10-10 | Владимир Николаевич Малета | Массообменное контактное устройство |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1619740A1 (de) * | 1951-01-28 | 1970-11-12 | Stahl App Und Geraetebau Gmbh | Zwischenboden in Stoffaustauschkolonnen |
US2804935A (en) * | 1956-07-27 | 1957-09-03 | Arthur J L Hutchinson | Vapor-liquid contacting apparatus |
JPS5084465A (ru) * | 1973-11-29 | 1975-07-08 | ||
US4433983A (en) * | 1980-10-06 | 1984-02-28 | Maloney-Crawford Corporation | Calcium chloride dehydration nozzle |
DE10140352A1 (de) * | 2001-08-17 | 2003-03-06 | Qvf Engineering Gmbh | Kolonnenboden |
-
2006
- 2006-04-10 UA UAA200603889A patent/UA81700C2/ru unknown
-
2007
- 2007-04-03 WO PCT/UA2007/000021 patent/WO2007117227A1/ru active Application Filing
- 2007-04-03 EP EP07748795A patent/EP2027901A4/en not_active Withdrawn
- 2007-04-03 EA EA200801972A patent/EA012722B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-04-03 US US12/225,575 patent/US20090145738A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU580867A1 (ru) * | 1976-03-01 | 1977-11-25 | Днепропетровский Химико-Технологический Институт Имени Ф.Э.Дзержинского | Тарелка дл контактировани газа (пара) с жидкостью |
SU1212451A1 (ru) * | 1984-07-25 | 1986-02-23 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Пищевой Промышленности | Массообменное контактное устройство |
RU2237508C1 (ru) * | 2002-12-10 | 2004-10-10 | Владимир Николаевич Малета | Массообменное контактное устройство |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200801972A1 (ru) | 2009-02-27 |
UA81700C2 (en) | 2008-01-25 |
EP2027901A4 (en) | 2012-03-07 |
EP2027901A1 (de) | 2009-02-25 |
WO2007117227A1 (fr) | 2007-10-18 |
US20090145738A1 (en) | 2009-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA012722B1 (ru) | Массообменное контактное устройство | |
RU2237508C1 (ru) | Массообменное контактное устройство | |
US3013782A (en) | Fluid contact apparatus | |
US8158073B2 (en) | Mass exchange contact device | |
WO2007145604A1 (fr) | Dispositif de contact à transfert de masse | |
CN100548426C (zh) | 汽-液分配盘 | |
US9403103B2 (en) | Method for carrying out a mass-transfer process in a column | |
JPH10230156A (ja) | 二相系下降流式液体分配装置 | |
US8333940B2 (en) | Mass-exchange contact device | |
RU165916U1 (ru) | Колпачковая тарелка массообменного аппарата | |
RU152191U1 (ru) | Тепломассообменная тарелка со струйно-барботажными контактными устройствами | |
US3055646A (en) | Vapor-liquid contacting apparatus | |
CN206315801U (zh) | 一种用于筛板塔的塔盘 | |
CN208040358U (zh) | 一种可开关控水装置及采油*** | |
KR20140101496A (ko) | 트레이 어셈블리 및 이를 포함하는 증류탑 | |
CN206617599U (zh) | 流量调节阀 | |
CN203565083U (zh) | 一种高通量高弹性的降液装置 | |
UA133702U (uk) | Клапанна масообмінна тарілка | |
US261436A (en) | Heney felix louis woems de eomilly | |
UA121712C2 (uk) | Клапанний контактний пристрій | |
RU100426U1 (ru) | Горизонтальный массообменный аппарат | |
SU1707275A1 (ru) | Устройство дл эксплуатации малодебитной скважины | |
CN110630214B (zh) | 用于天然气采气井的柱塞 | |
CN101818826B (zh) | 一种膨胀阀 | |
SU1225590A1 (ru) | Клапанна тарелка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |