SU1152600A1 - Колонный массообменный аппарат - Google Patents

Abstract

КОЛОНШЛЙ МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ , включаюпшй корпус, наклонные тарелки со ступенчатыми контактными элементами, нижн   кромка верхнего из которых расположена внутри нижнего контактного элемента, и переливы , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности массообмена и снижени  металлоемкости аппарата за счет более компактного размещени  тарелок, первый по ходу движени  контактный элемент нижележащей тарелки расположен вьше последнего контактного элемента вышележащей тарелки, а перелив размещен на одной стороне наружной стенки корпуса и соедин ет через тарелку последний контактный элемент вышележащей тарелки с первым контакт (Л ным элементом нижележащей тарелки.

Description

Изобретение относитс  к массообменным аппаратам дл  проведени  процессов абсорбции, ректификации и очистки газа и может быть использовано в химической, нефтихимической, нефтеперерабатывающей и других отра л х промьшшенности, преимущественно в колоннах большого диаметра дл  ув личени  производительности существующих колонн путем замены в них тдрелок ,

Известен колонный массообменный аппарат, включающий вертикальную колонну , камеру дл  смешени  пара и жидкости, ступенчатые решетки с насадкой , теплообменные трубки над сло ми насадки, патрубки дл  подвод и отвода пара и жидкости Cll.

Контактирование пара и жидкости осуществл етс  при их пр моточном движении сверху вниз. В устройстве нет переливов дл  перетока жидкости с одной решетки на другую. Реализуема  в устройстве схема движени  фач (нисход щий пр моток ) в большинстве процессов из-за низкой эффективности неприемлема.

Известен колонный массообменный аппарат, включающий корпус, наклонные тарелки со ступенчатыми контактными элементами, нижн   кромка „верхнего из которых расположена внутри нижнего контактного элемента , и переливы 21.

Основньм недостатком известного колонного массообменного аппарата, делающим нецелесообразным его применение при диаметрах колонны более 1-2 м,  вл етс  чрезмерна  высота и, как следствие, низка  интенсивность и больша  металлоемкость колонны , поскольку начало нижней тарелки лежит об зательно ниже конца верхней тарелки, что необходимо дл  перетока жидкости. Между любыми двум  смежными тарелками имеетс  значительньй неиспользуемый свободньй объем, величина которого тем больще чем больше диаметр аппарата. Рассто ние между тарелками примерно равно одному диаметру корпуса, поскольку при меньшем рассто нии ступенчатое размещение элементов затруднено . Если учесть, что в насто щее врем  широко примен ютс  колонны диаметром 6-8 м с числом тарелок от 10 до 100, хорошо видно, сколь высоки

6002

и металлоемки известные масообменные аппараты.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности масообмена и снижение металлоемкости за счет более компактного размещени  тарелок.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в колонном массообменном аппарате , включающем корпус, наклонные тарелки со ступенчатыйи контактными элементами, нижн   кромка верхнего из которых расположена внутри нижнего контактного элемента, и переливы, первый по ходу движени  контактный элемент нижележащей тарелки расположен вьш1е последнего контактного элемента вьпоележащей тарелки, а перелив размещен на одной стороне наружной стенки корпуса и соедин ет через тарелку последний контактный элемент вышележащей тарелки с первым контактным элементом нижележащей тарелки.

На фиг.1 представлен колонный массообменный аппарат, продольный раз- рез, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,, на фиг.З - узел 1 на фиг.1.

Контактное устройство включает корпус 1, внутри которого размещены тарелки 2- 5, составленные из одтотипных ступенчато установленных контактных элементов 6 и 7 Ч-образного сечени . Нижн   кромка вертикальной пластины 8 контактного элемента 6 погружена в карман 9 нижележащего элемента 7. Канал 10 дл  прохода гзза образован вертикальньми пластинами 8 и 11 . Верхний и нижний торцы .12 вертикальной пластины 8 имеют трапециевидные прорези дл  лучшего распределени  жидкости и газа.

Любые две смежные тарелки, например 4 и 5, установлены друг относительно друга так, что каждый первый по ходу жидкости элемент 13 нижележащей тарелки 5 расположен вьипе последнего элемента 14 вьщ1ележащей тарелки 4. (- -

Контактное устройство снабжено .патрубками 15 и 16 дл  подвода и отвода газа и патрубками 17 и 18 дл  жидкости,Патрубками дл  подвода жидкости снабжены тарелки 2 и 3. Мину  тарелку 3, перелив 19 соедин ет тарелки 2 и 4, а перелив 20 - тарелки 3 и 5 и т.д. Дл  исключени  прорьша газа через переливы они снабжены гидрозатворами 21. Диаметрально расположенные концы 22 и начала 23 тарелок соединены переливами. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Жидкость через патрубки 17 подвод т параллельно на верхние тарелки и 3. Газ подвод т к патрубку 15. Жид кость заполн ет карманы 9 контактных элементов и через прорези в верхней кромке вертикальной пластины 8, служащей порогом, перетекает на нижележащий элемент, причем уровень жидкос ти в элементах определ етс  высотой порога, а так как эта высота у всех элементов одинакова, то и уровень жидкости на тарелке не мен етс . Пройд  тарелки 2 и 3, жидкость попадает в переливы 19 и 20, по которым она перетека ет на начало тарелок 4 и 5. Пройд  всю колонну, жидкость отводитс  по патрубку 18. Газ от патрубка 15 распредел етс  на всем сечении устройства и двигаетс  вверх Встреча  на пути тарелки, газ входит в каналы 10 и барботирует сквозь слой жидкости, наход щейс  в карманах 9. Таким образом, газ последовательно проходит снизу вверх все тарелки и выводитс  из аппарата через патрубок 16. Контактирование фаз на тарелке происходит по схеме перекрестного тока, тогда как в масштабе всей колонны из-за большого числа тарелок происходит противоточное взаимодействие: газ идет снизу, жидкость сверху. Использование предлагаемого устройства обеспечивает увеличение эффективности массообмена, снижение высоты и металлоемкости аппарата, причем за счет увеличени  полезной площади тарелки и использовани  внешних переливов производительность колонны в целом повыситс  на 10-15%. Пример. Дл  сравнени  были рассмотрены 2 колонны: по прототипу и по предлагаемому решению, обе дл  разделени  смеси бензол-толуол ректификацией . При проведении прочностных расчетов принималось, что колонны установлены на открытой площадке в одном географическом районе. В таблице приводитс  сравнение известного и предложенного устройств. Из приведенной таблицы видно, что интенсивность предложенного устройства почти в два раза В1лде, чем известного . Под интенсивностью здесь понимаетс  отношение производительности по исходному продукту к полному об-ьему корпуса аппарата. Предложенное решение позвол ет на 44% сократить высоту колонны, при этом достигаетс  существенна  экономи  металла (36% ), что в денежном выражении составит 7452 руб. Предложенное устройство по своим габаритам меньше известного, что особо важно с точки зрени  его транспортабельности . Так, предложенное устройство может быть свободно перевезено по железной дороге, тогда как длина известного устройства выходит за допустимые габариты, его транспортировка к месту монтажа сопр жена с необходимостью частичной разборки и требует, следовательно, дополнительных затрат. При переходе на аппараты большего диаметра преимущества предложенного решени  еще значительнее. L

Производительность,

кг/ч

Диаметр внутренний, м

Число тарелок, шт.

Рассто ние между тарелками , м

13080

1,6

26

0.4

лонны, м 31,34 в колонне абс,,

тенки, м

колонны

пуса колоность ,

Продолжение таблицы

17,55

0,12

0,12

0,006 0,010

ГОСТ 5632-72

сталь 12Х18Н10Т

12200

19100 63,4 35,7

366,4

189,3

w

6 П

w

f2

иг.З

Claims (1)

1. (54I КОЛОННЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус, наклонные тарелки со ступенчатыми контактными элементами, нижняя кромка верхнего из которых расположена внутри нижнего контактного элемента, и переливы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массообмена и снижения металлоемкости аппарата за счет более компактного размещения тарелок, первый по ходу движения контактный элемент нижележащей тарелки расположен выше последнего контактного элемента вышележащей тарелки, а перелив размещен на одной стороне наружной стенки корпуса и соединяет через та- q релку последний контактный элемент вышележащей тарелки с первым контактным элементом нижележащей тарелки.