SU1049090A1 - Absorption column - Google Patents

Abstract

1. АБСОРБЦИОННАЯ КоЛОННА, содержаща  корпус, снабженный штуцерами дл  подвода и отвода фаз, решет-г ки с насадкой и газораспределительные тарелки с патрубками дл  прохода газа , расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркул ции абсорбента, от.личающа с  тем, что, с целью снижени  энергозатрат На рециркул цию и повышени  эффектйиности очистки газа за. счет массопередачи в зоне между тарелками и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа, каждый патрубок дл  прохода газа снабжен коническим элементом , установленным на рассто нии от верхнего торца патрубка, равном (О,19-0,31)d, гдеd - диаметр пат§ рубка. 2. Колонна по п. 1, о т л и ч а (Л ю щ а   с   тем, что угол раскрыти  конуса равен 70-90°.1. ABSORPTION COLONNA, comprising a housing equipped with fittings for supplying and discharging phases, grids with a nozzle and gas distribution plates with nozzles for gas passage, arranged alternately along the height of the column and forming separate recirculation circuits for the absorbent, which is different from that, in order to reduce energy consumption for recycling and increase the effect of gas cleaning for. the mass transfer account in the area between the plates and the grids during the transportation of the absorbent gas flow, each nozzle for the passage of gas is equipped with a conical element installed at a distance from the upper end of the nozzle equal to (O, 19-0.31) d, where d is the diameter of the section . 2. A column according to claim 1, in accordance with Claim 1 (L and C so that the opening angle of the cone is 70-90 °.)

Description

4: СО Изобретение относитс  к абсорбционным колонна  дл  очистки газов, загр зненных, например, парами фено ла, и может Найти применение в химичейкой промышленности, прЬмыиСТё ности строительных материалов и р д других областей народного хоз йства В насто щее врем  очистка газовы выбросов производитс  абсорбцией фенола из газа с последующей прокальной абсорбента, Известен одноступенчатый массообменный аппарат, включающий корпус снабженный штуцерами дл  подвода. и отвода газа, массообменные решетк с. насадкой и глухие газораспределительные собирательные тарелки 1 Недостатками этого аппарата  вл  ютс  повышенные материалы и- энергое кость, низка  эффективность, сло сность создани  комплактного многосекционного аппарата более эффектив ного, чем односекционный, при очист низкоконцентрированных газовых выбр сов, например, в минераловатном производстве методом водной абсорбцией возможность брызгоуноса абсорбента с высоким содержанием улавливаемых примесей. Известна колонна с псевдоожиженной шаровой орошаемой насадкой, выполненна  в виде вертикального корпуса цилиндрического или пр моугольного сечени , по высоте которо го размещаютс  контактные решетки с насадкой небольшого удельного веса 2 . Недостатками данного устройства  вл ютс  низка  эффективность, обус ловленна  рециркул цией абсорбента по всей колонне, возможность брыэго уноса абсорбента с высоким содержанием улавливаемых примесей. Наиболее близким к изобретению  вл етс  секционированный абсорбционный аппарат, включающий корпус, снабженный штуцерами дл  подвода и отвода фаз, решетки с насадкой и газораспределительные тарелки, расположенные поочередно по высоте абсорбента и образующие отдельные кон туры рециркул ции абсорбента, осуще ствл емой электронасосами 3J . Недостатком известного устройства ,  вл ютс  значительные непроизводительные энергозатраты на рециркул цию абсорбента во всех замкнуты контурах, рециркул ции. Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат на рециркул цию повышение эффективности очистки газ за счет массопередачи между тарелка ми и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа. Указанна  цель достигаетс  тем, что в абсорбционной колонне, содержащей корпус, снабженный штуцерами дл  подвода и отвода фаз, решетки с насадкой и газораспределительные тарелки с патрубками дл  прохода газа, расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркул ции абсорбента , каждый патрубок дл  прохода газа снабжен коническим элементом, установленным на рассто нии от верхнего торца патрубка, равном (0,19-0,31)d, где d - диаметр патрубка-. Целесообразно угол раскрыти  выб ирать в пределах 70-30°. Скорость в кольцевом зазоре газораспределительной тарелки выбираетс  экспериментальным путем такой, « чтобы исключить перелив абсорбента с тарелки в нижележащий контур рециркул ции абсорбента и обеспечить орошение расположенной выше насадки за счет кинетической энергии газа, В еличина скорости зависит от плотно сти абсорбента и составл ет дл  воды 10-12 м/с. .На фиг, 1 Изображена абсорбционна  колонна, обший вил; на фиг, 2 разрез А-А на фиг, 1. Абсорбционна  колонна содержит КОРПУС 1, снабженный патрубками дл  подвода 1 и отвода 3 газа. Патрубок 3 соединен с. каплеотстойником 4, . Цо высоте колонны расположены поочередно маслообменные решетки 5 с йасадкой б глухие газораспределительные тарелки 7, образу  самосто тельные контуры рециркул ции абсорбента, причем контуры соединены между собой регулируемыми переливами 8. Патрубки 9 газораспределительных тарелок 7 снабжены коническими элементами 10 с углом раскрыти  конуса 70-90, которые установлены в патрубки 9 газораспределительных тарелок 7 с помощью металлических стоек 11, -- Абсорбционна  колонна работает следующим образом. Газ поступает через патрубок 2 в корпус и проходит в противотоке с абсорбентом вверх по колонне последовательно через see замкнутые контуры рециркул ции абсорбе та. При этом газы ПРОХОДЯТ через кольцевой зазор между верхней кромкой патрубков 9 газораспределительных тарелок 7 и основанием конического элемента 10 со скоростью 10-12 м/сек, У ровень абсорбента на газораспределительной тарелке 7 поддерживаетс  на уровне верха патрубков 9 с тем, чтобы ее избыток, стрем сь перелитьс  в расположенный ниже контур рециркул ции , захватывалс  потоком газа и транспортировалс  на массообменную решетку 5, расположенную выше, где в режиме псевдоожижени  происходит основное взаимодействие газа с абсорбентом . По мере накоплени  абсорбента на массообменной решетке 5 часть его стекает на тарелку 7, Избыток. абсорбента в количестве около 0,5% рециркулирующего в контуре отводитс с глухой тарелки в нижележащий замкнутый контур при помощи регулируе мого перелива. Установление конического элемент на рассто нии от верхнего торца пат рубка, равном (С,19-0,31)d , тде d- диаметр патрубка, подтверждаетс  экспериментальными данными, приведе ными в таблице. Из таблицы следует, что уменьшение высоты кольцевого зазора привод к резкому увеличению гидра влическог сопротивлени  газораспределительной тарелки и не оказывает заметного вли ни  на эффективность работы псевдоожиженной насадки. Увеличение же кольцево.го зазора влечет за собо проскок жидкой фазы через тарелку в нижележащей контур рециркул ции и осушение паровой насадки (в таблице - прочерк).: V| - скорость газа в свободном сечении колонны, м/с VT - скорость газа в кольцевом зазоре, м/с. Угол раскрыти  конуса элемента выбран в пределах 70-90, так как при значении угла раскрыти  более 90 больша  часть потока газанаправлена на стенки адсорбционной колонны, а не на массообменную решетку , расположенную выше. При значении угла раскрыти  менее 70 при заданной высоте кольцевого з.азора проходное сечение на уровне верха п трубков газораспределительной тарелки и нормальное, по отношению к направлению движени  газа по-колонне может быть значительно сужено, что повлечет увеличение сопротивлени  газораспределительной тарелки и абсорбционного аппарата в целом. Из верхнего замкнутого контура очищенный газ проходит через каплеотбойник 4 и через патрубок 3 выбрасываетс  в атмосферу. Благодар  высокой скорости газа в зоне между газораспределительной тарелкой 7 и массообменной решеткой 5 абсорбент интенсивно диспергируетс  и вместе с его транспортом происходит процесс массообмена. Массообменна  эффективность каждой ступени контакта при этом увеличиваетс  на 25-25%.Это позвол ет при прочих равных услови х значительно повысить эффективность абсорбционного аппарата или же уменьшить количество ступеней контакта , что в свою очередь, уменьшает сопротивление аппарата, а следовательно , и энергозатраты на транспорт газа. Благодар  рециркул ции абсорбента за счет кинетической энергии очищаемого газа исключаетс  необходимость установки циркул ционных насосов (как правило сдвоенных). При практически одинаковых энергозатратах на транб- . .порт абсорбента установка становитс  менее громоздкой. Отпадает необходимость в помещении дл  установки На- сосов.4: CO. The invention relates to an absorption column for the purification of gases contaminated with, for example, vapor fumes, and can be used in the chemical industry, construction materials and other areas of the national economy. At present, gas emissions are being cleaned by absorption phenol from gas with subsequent absorbent suction. A single-stage mass-exchange apparatus is known, which includes a housing equipped with fittings for inlet. and gas exhaust, mass transfer lattice nozzle and deaf gas distribution collecting plates 1 The disadvantages of this device are increased materials and energy bone, low efficiency, complexity of creating a compact multisection apparatus more efficient than a single section, while purifying low-concentrated gas emissions, for example, in mineral wool production using water absorption the possibility of a spatter of absorbent with a high content of trapped impurities. A known column with a fluidized ball sprinkler nozzle, made in the form of a vertical casing with a cylindrical or rectangular cross section, the height of which contains contact grids with a nozzle of a small specific gravity 2. The disadvantages of this device are low efficiency, due to the recycling of the absorbent throughout the column, the possibility of absorption of the absorbent with a high content of entrained impurities. Closest to the invention is a partitioned absorption apparatus, comprising a housing equipped with fittings for inlet and outlet of phases, grids with a nozzle and gas distribution plates arranged alternately along the height of the absorbent and forming separate absorption circuits of the absorbent carried out by electric pumps 3J. A disadvantage of the known device is the significant unproductive energy consumption for the recycling of the absorbent in all closed circuits, recycling. The aim of the invention is to reduce energy consumption for recycling to increase the gas cleaning efficiency due to the mass transfer between the plates and the grids during the transportation of the absorbent gas flow. This goal is achieved by the fact that in an absorption column comprising a housing equipped with fittings for inlet and outlet of phases, grids with packing and gas distribution plates with nozzles for the passage of gas, alternately arranged along the height of the column and forming separate recirculation circuits of the absorbent, each passage for passage gas is provided with a conical element installed at a distance from the upper end of the nozzle, equal to (0.19-0.31) d, where d is the diameter of the nozzle -. It is advisable to choose an opening angle in the range of 70-30 °. The speed in the annular gap of the gas distribution plate is chosen experimentally in such a way that "to exclude overflow of the absorbent from the plate into the underlying recirculation loop of the absorbent and ensure the irrigation of the above nozzle due to the kinetic energy of the gas, the speed depends on the density of the absorbent and is 10 for water -12 m / s. FIG. 1 shows an absorption column, a common fork; Fig. 2, section A-A in Fig. 1. The absorption column comprises a HOUSING 1 equipped with nozzles for supplying 1 and a gas outlet 3. Pipe 3 is connected to. drip trap 4,. At the height of the column, the oil exchange grids 5 are alternately arranged with a bore fitting, deaf gas distribution plates 7, forming self-contained recirculation contours of the absorbent, and the contours are interconnected by adjustable overflows 8. which are installed in the nozzles 9 of the gas distribution plates 7 by means of metal struts 11, the absorption column works as follows. The gas enters through the pipe 2 into the casing and passes in countercurrent with the absorbent up the column successively through the see closed recirculation circuits of the absorber. The gases PASS through the annular gap between the upper edge of the nozzles 9 of the gas distribution plates 7 and the base of the conical element 10 at a speed of 10-12 m / s. The level of the absorbent on the gas distribution plate 7 is maintained at the top of the nozzles 9 so that its excess After being poured into the downstream recirculation loop, it was captured by the gas flow and transported to the mass transfer grid 5, located above, where the main interaction of the gas with the absorbent occurs in the fluidization mode. As the absorbent accumulates on the mass transfer grid 5, a part of it flows onto the plate 7, Excess. An absorbent in an amount of about 0.5% of the recirculating in the circuit is diverted from the deaf plate to the underlying closed loop using adjustable overflow. The establishment of the conical element at a distance from the upper end of the pipe, equal to (C, 19-0.31) d, where d is the diameter of the nozzle, is confirmed by the experimental data given in the table. It follows from the table that reducing the height of the annular gap results in a sharp increase in the hydra of the resistance of the gas distribution plate and does not have a noticeable effect on the performance of the fluidized bed. The increase in the annular gap leads to the leakage of the liquid phase through the plate in the underlying recirculation circuit and the drying of the steam nozzle (see dash in the table) .: V | - gas velocity in the free section of the column, m / s VT - gas velocity in the annular gap, m / s. The opening angle of the cone of the element is selected within the range of 70-90, since, with a opening angle of more than 90, most of the gas flow is directed to the walls of the adsorption column, and not to the mass transfer grid above. If the opening angle is less than 70 at a given height of the annular gap, the flow cross section at the top of the p tubes of the gas distribution plate and normal with respect to the direction of gas flow in the column can be significantly narrowed, which will increase the resistance of the gas distribution plate and the absorption unit as a whole. . From the upper closed loop, the purified gas passes through the drip drop 4 and is released through the nozzle 3 to the atmosphere. Due to the high velocity of the gas in the zone between the gas distribution plate 7 and the mass transfer grill 5, the absorbent is intensively dispersed and the process of mass exchange occurs along with its transport. Mass transfer efficiency of each contact stage increases by 25–25%. This allows, all other things being equal, to significantly increase the efficiency of the absorption apparatus or to reduce the number of contact steps, which in turn reduces the resistance of the apparatus and, consequently, the energy consumption for transport. gas. Due to the recycling of the absorbent due to the kinetic energy of the gas to be purified, the need to install circulating pumps (usually twinned) is eliminated. With almost the same energy consumption per tranb-. The port of the absorbent installation becomes less cumbersome. There is no need for a room to install Pumps.

1,61.6

ееher

«  "

11 , eleven ,

.- - -.- - -

- -.- -.

0,13 0.13

85 63 0,19 0,25 85 63 0.19 0.25

50 55 30 0,31 0,3750 55 30 0,31 0,37

Claims (4)

1. абсорбционная Колонна, содержащая корпус, снабженный штуцерами для подвода и отвода фаз, решета ки с насадкой и газораспределительные тарелки с патрубками для прохода газа, расположенные поочередно по высоте колонны и образующие отдельные контуры рециркуляции абсорбента, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат На рециркуляцию и повышения эффективности очистки газа за. счет массопере' дачи в зоне между тарелками и решетками при транспортировке абсорбента потоком газа, каждый патрубок для прохода газа снабжен коническим элементом, установленным на расстоянии от верхнего торца патрубка, равном (0,19-0,31)8, где d - диаметр патрубка. , I1. absorption column containing a housing equipped with fittings for supplying and discharging phases, grids with a nozzle and gas distribution plates with nozzles for the passage of gas, located alternately along the height of the column and forming separate circuits of recirculation of the absorbent, characterized in that, in order to reduce energy consumption On recirculation and improve gas cleaning efficiency per. due to mass transfer in the area between the plates and the grids during transportation of the absorbent by a gas stream, each pipe for gas passage is equipped with a conical element installed at a distance from the upper end of the pipe equal to (0.19-0.31) 8, where d is the diameter of the pipe . , I 2. Колонна по п. 1, о т л’ и чающая с я тем, что угол раскрытия конуса равен 70-90°.2. The column according to claim 1, about l ’and the fact that the opening angle of the cone is 70-90 °. (( 3 <о л3 <about l 4·* СО со >4 · * СО со>