SU1162460A1 - Adsorber having movable packing - Google Patents

Abstract

АБСОРБЕР С ПОДВИЖНОЙ НАСАДКОЙ , имеющий вертикальный корпус с горизонтально расположенными ситчатыми тарелками, ороситель, патрубки дл  ввода и вывода фаз и брызгоуловитель, отличающийс  тем, что, с целью снижени  металлоемкости и повышени  степени очистки газа путем устранени  уноса абсорбента, брызгоуловитель выполнен в виде герметично пр.икрепленных к корпусу кольца и диска, соединенных обечайкой по внутреннему диаметру кольца, образу  с корпусом кольцевой канал , разделенный перегородкой, причем кольцо имеет вырез дл  входа газа, расположенный по одну сторону перегородки, а диск имеет вырез дл  выхода газа, расположенный по другую сторону перегородки. S (Л сABSORBER WITH MOBILE PACKAGE, having a vertical body with horizontally arranged perforated plates, sprinkler, nozzles for input and output of phases and a drip pan, characterized in that in order to reduce metal consumption and increase the degree of gas purification by eliminating entrainment of the absorbent, the drip pan is designed in a sealed manner fastened to the ring and disc case, connected by a shell over the internal diameter of the ring, forming an annular channel separated by a partition with the case, the ring having a cutout for entry g per disposed on one side of the partition, and the disk has a cutout gas outlet disposed on the other side of the septum. S (L with

Description

оabout

1чЭ1HE

4four

05 Изобретение относитс  к конструкци м колонных массообменных аппаратов, предназначенных дл  очистки воздуха от химических веществ, в частности дл  очистки воздуха от капролактама в производстве синтетических волокон. Известен абсорбер с подвижной насадкой , содержащий вертикальный корпус с горизонтально установленными ситчатыми тарелками , ороситель, брызгоуловитель и патрубки дл  ввода и вывода газа и жидкоети 1. В данном абсорбере каплеуловитель (сепаратор брызг) выполнен жалюзионного типа и монтируетс  в аппарат как самосто тельное изделие. Известно, что отдельные жалюзи в сепараторе такого типа располагаютс  одна от другой на сравнительно небольщом рассто нии (10-20) мм. Поэтому количество жалюзей в брызгоуловителе очень велико, что повыщает трудоемкость его изготовлени  и значительно повышает металлоемкость. Недостатки брызгоуловителей жалюзионного типа - высока  стоимость и больша  металлоемкость. Кроме того, абсорбер с жалюзиопным сепаратором надежно улавливает капли жидкости при скорости газа 4,5 м/с, однако если скорость газа выше, то наблюдаетс  вторичный унос капель жидкости . Известен также абсорбер с подвижной насадкой, содержащий вертикальный корпус с горизонтально установленными ситчатыми тарелками, ороситель, патрубки ввода и вывода фаз и брызгоуловитель 2. В известном абсорбере установлен брызгоуловитель центробежного типа и лопастной завихритель, закручивающий восход щий поток газа. При закрученном движении газа возникает центробежна  сила, котора  отбрасывает капли на стенку. Капли жидкости с большой скоростью удар ютс  о -.-, 2™1е±™Тро Гс, JT, Часть наиболее мелких капель захватываетс  восход щим потоком газа и уноситс  из аппарата. Так происходит вторичный унос жидкости из абсорбера. Вынос капель орошающей жидкости нежелателен, а часто недопустим, так как понижаетс  степень очистки газа в абсорбере, поскольку часть насыщенной вредным веществом жидкости уноситс  с газом из аппарата, присутствие в отход щем из абсорбера газе вредных веществ в виде мелких капель снижает его чистоту; из-за уноса тер етс  абсорбент и поглощенный им продукт; испарение уносимых капель, насыщенных химическим веществом , загр зн ет воздущный бассейн и выт жной вентил тор из-за действи  капельного дожд  с агрессивным продуктом подвергаетс  интенсивной коррозии, что резко снижает срок его службы. Дл  снижени  уноса капель жидкости диаметр корпуса известного аппарата в зоне каплеуловител  прин т по величине больщим, чем в рабочей зоне. Цель изобретени  - снижение металлоемкости и повышение степени очистки газа путем устранени  уноса абсорбента. Эта цель достигаетс  тем, что в абсорбере с подвижной насадкой, имеющем вертикальный корпус с горизонтально расположенными ситчатыми тарелками, ороситель, патрубки дл  ввода и вывода фаз и брызгоуловитель , последний выполнен в виде герметично прикрепленных к корпусу кольца и диска, соединенных обечайкой по внутреннему диаметру кольца,. образу  с корпусом кольцевой канал, разделенный перегородкой , причем кольцо имеет вырез дл  входа газа, расположенный по одну сторону перегородки, а диск имеет вырез дл  выхода газа, расположенный по другую сторону перегородки. В предлагаемой конструкции организовано упор доченное движение газа по кольцевому каналу. Газ входит в кольцевой канал снизу у перегбродки и, совершив в нем один оборот, выходит вверх через окно в диске . При этом дл  отделени  капель жидкости максимально используетс  кривизна корпуса аппарата, длина которого может быть определена по известной формуле 1л .ГО. Например, дл  диаметра аппарата, равного D 3,2 м (такого же, как у известного ), длина кривизны (окружности) внутренней поверхности корпуса равна LH 3,14 X X 3,2 10 м. Это полна  длина окружности, а с учетом вырезов дл  входа и выхода газа длина кривизны корпуса в зоне кольцевого канала составит 0,7 LK 7 м. В известном абсорбере с таким же диаметром (3,2 м) зазор между завихрителем и корпусом составл ет L 0,5 м. Следовательно, при одинаковой величине центро бежной си- .  е ст.„  этой силы в „ред.агаеMOM устройстве будет больше, чем в известг . ном в - -Q 14 раз, т.е. на пор док больше. Степень определени  капель в предлагаемой конструкции намного выше, чем в известной. С другой стороны гидродинамика процесса сепарации в предлагаемом абсорбере вообще исключает вторичный унос жидкости. Как указано выще, газ и капли жидкости движутс  в горизонтальном кольЦ вом канале в одном направлении. Под действием центробежной силы капли жидкости смещаютс  к периферии и осаждаютс  на поверхности корпуса. Причем осаждение капель жидкости происходит под острым углом к поверхности корпуса, что значительно уменьц)ает дробление капель, чем при лобовом ударе, как это имеет место в известном устройстве. После осаждени  капель жидкости на корпусе жидкость, прижата  к стенке корпуса центробежной силой, продолжает движение по стенке корпуса по направлению движени  газа. В кольцевом канале по длине корпуса последовательно расставлены уловители (карманы) дл  жидкости . Поэтому отсепарированна  жидкость тут же попадает в карманы, а из них в окна корпуса, затем по трубам стекает вниз на нижерасположенную тарелку. Противоточное движение газа и отсепарированной жидкости, характерное дл  известного устройства , в предлагаемом исключено. Газ на длинном горизонтальном криволинейном пути движени  полностью освобождаетс  от жидкости и выходит вверх через вырез в диске. Таким образом, в предлагаемом устройстве исключен унос из аппарата насыщенных улавливаемым продуктом капель жидкости . Это значит, что в атмосферу не попадают вредные химические вещества, они возвращаютс  в производственный цикл. Этим достигаетс  повышение степени очистки газа в абсорбере. В предлагаемой конструкции нет необходимости в увеличении диаметра аппарата в зоне брызгоуловител . Это снижает массу этой зоны по сравнению с известным устройством . Но основное снижение массы зоны брызгоуловител  достигаетс  за счет малой высоты рассматриваемой зоны в предлагаемой конструкции. На фиг. 1 представлен предлагаемый абсорбер , продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 с частичным вырывом; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; на фиг. 5 - раз . рез В-В на фиг. 4. Абсорбер с подвижной насадкой содержит вертикальный корпус 1 с горизонтально установленными ситчатыми тарелками 2, ороситель 3 и патрубки 4 и 5 дл  ввода и вывода газа, патрубки 6 и 7 дл  ввода и вывода жидкости. Над верхней тарелкой-2 герметично к корпусу 1 прикреплены кольцо 8 и диск 9, соединенные между собой обечайкой 10, наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру кольца , а кольцевой канал 11, образованный корпусом 1, обечайкой 10, кольцом 8 и диском 9 разделен перегородкой 12. Кольцо 8 имеет вырез 13 дл  входа газав кольцевой канал 11. В -корпусе предусмотрено окно 13 дл  выхода отсепарированной жидкости из кольцевого канала 11. Диск 9 имеет вырез 14 дл  выхода i аза из канала 11 и окно 15. Отсепарировапна  жидкость стекает на нижерасположенную тарелку 2 по желобку 16 и далее через отверстие 17 стекает на тарелку 2. Дл  захвата жидкости к корпусу 1 у окна 15 закреплен карман 18, куда попадает жидкость перед выходом в окно 15. На каждой ситчатой тарелке 2 размещен слой подвижной насадки 19 из вспененного полистирола. Абсорбер размещен на опоре 20. Абсорбер с подвижной насадкой работает следующим образом. Орощающа  жидкость подаетс  в абсорбер через патрубок 6 и распредел етс  по сечению с помощью оросител  3. Жидкость смачивает насадку 19 из легких пластмассовых шаров на верхней ситчатой тарелке 2 и, провалива сь вниз, смачивает такую же насадку на нижней ситчатой тарелке 2. Далее жидкость стекает в нижнюю часть абсорбера и отводитс  из аппарата через патрубок 7. Газ с примес ми капролактама подаетс  в патрубок 4 и проходит вверх через отверсти  нижней ситчатой тарелки 2, ожижа  насадку 19, где.осуществл етс  контакт газа с жидкостью в трехфазном потоке и поглощение капролактама водой, далее газ поднимаетс  на верхнюю ситчатую тарелку , где процесс очистки газа повтор етс . восход щий поток газа имеет больщую скорость, часть капель жидкости, насыщенна  поглощаемым продуктом, уноситс . Эту жидкость необходимо отделить и возвратить в процесс. Дл  этого поток газа с капл ми жидкости направл етс  в вырез 13 в кольце 8 и далее движетс  по кольцевому каналу 11. В результате движени  потока по криволинейному пути возникает центробежна  сила, котора  отбрасывает капли жидкости на поверхность корпуса аппарата. На корпусе 1 закреплены карманы 18, которые оказываютс  на пути движени  отсепарированной жидкости. Благодар  приобретенной скорости жидкость попадает в карманы 18, а из них через окно 15 стекает по трубчатому каналу, образованному желобком 16, и через отверстие 17 - на нижерасположенную тарелку 2. Отделение капель происходит на длинном криволинейном пути, действие центробежной силы достаточно продолжительное , что обеспечивает практически полное отделение жидкости от газа. При общем однонаправленном движении газа и отсепарированной жидкости осуществл етс  непрерывной отвод этой жидкости из зоны движени  газа, что исключает вторичный контакт газа с жидкостью и вторичный унос этой жидкости. Така  гидродинамика процесса позвол ет полностью освободить газ от жидкости, т.е. исключить унос насыщенной капролактамом жидкости. В результате достигаетс  повышение степени очистки газа в абсорбере. Причем эффект достигнут без расширени  корпуса аппарата в зоне сепарации и при малой высоте этой зоны, за счет чего сн 1жена металлоемкость аппарата . Предлагаемый абсорбер отличаетс  простотой конструкции.05 The invention relates to the construction of column mass exchangers for cleaning air from chemicals, in particular for cleaning air from caprolactam in the manufacture of synthetic fibers. A known absorber with a movable nozzle, containing a vertical body with horizontally mounted perforated plates, a sprinkler, a drip head and nozzles for inlet and outlet of gas and liquid. It is known that separate louvers in a separator of this type are located one from another at a relatively short distance of (10-20) mm. Therefore, the number of louvers in the spray bar is very large, which increases the complexity of its manufacture and significantly increases the intensity of the metal. The disadvantages of louvre-type splashes are high cost and high metal intensity. In addition, the absorber with a louvered separator reliably picks up liquid droplets at a gas velocity of 4.5 m / s; however, if the gas velocity is higher, a secondary drift of liquid droplets is observed. A movable nozzle absorber is also known, which contains a vertical body with horizontally mounted perforated plates, an irrigator, phase inlets and outlets, and a drip pan 2. A centrifugal drip pan and a swirler swirling the upward gas flow are installed in a known absorber. When the gas is swirling, a centrifugal force arises, which throws drops on the wall. Drops of a liquid with a high speed strike about -.-, 2 ™ 1e ± ™ Tro Gs, JT. Some of the smallest droplets are captured by the upward flow of gas and are carried away from the apparatus. This is the secondary entrainment of liquid from the absorber. Removal of drops of irrigating liquid is undesirable, and often unacceptable, since the degree of gas purification in the absorber decreases, as part of the liquid-saturated liquid is carried away with the gas from the apparatus, the presence of harmful substances in the form of small droplets in the waste gas from the absorber reduces its purity; due to ash, the absorbent and the product absorbed by it are lost; the evaporation of entrained droplets saturated with a chemical substance, contaminates the air pool and exhaust fan due to the effect of drip rain with an aggressive product, is subject to intense corrosion, which dramatically reduces its service life. To reduce the entrainment of liquid droplets, the diameter of the casing of the known apparatus in the drop catcher area is taken to be larger than in the working area. The purpose of the invention is to reduce the metal content and increase the degree of gas purification by eliminating the absorption of the absorbent. This goal is achieved by the fact that in the absorber with a movable nozzle having a vertical body with horizontally arranged perforated plates, a sprinkler, nozzles for input and output of phases and a drip pan, the latter is made in the form of hermetically attached to the ring and disk, connected by a shell on the inner diameter of the ring , An annular channel divided by a partition is formed with the case, the ring has a cutout for gas inlet located on one side of the partition, and the disk has a cutout for gas outlet located on the other side of the partition. In the proposed design, the ordered gas movement through the annular channel is organized. The gas enters the annular channel at the bottom of the peregbrodki and, having made one revolution in it, goes up through the window in the disk. At the same time, to separate liquid droplets, the curvature of the body of the apparatus is used to the maximum, the length of which can be determined by the known formula l. For example, for an apparatus diameter equal to D 3.2 m (the same as the known one), the length of the curvature (circumference) of the inner surface of the body is LH 3.14 XX 3.2 10 m. This is the full circumference, and taking into account the notches for gas inlet and outlet, the length of the body curvature in the annular channel zone is 0.7 LK 7 m. In a known absorber with the same diameter (3.2 m), the gap between the swirler and the body is L 0.5 m. Therefore, for the same the magnitude of centrifugal si-. e st. "of this force in the" ed. MAYMOM device will be greater than in the news. Mr. in - Q 14 times, i.e. for the time being doc more. The degree of detection of droplets in the proposed design is much higher than in the known. On the other hand, the hydrodynamics of the separation process in the proposed absorber generally eliminates the secondary entrainment of liquid. As indicated above, gas and liquid droplets move in a horizontal annular channel in one direction. Under the action of centrifugal force, liquid droplets are displaced to the periphery and deposited on the surface of the housing. Moreover, the deposition of liquid droplets occurs at an acute angle to the surface of the body, which significantly reduces the fragmentation of droplets than with a frontal impact, as is the case in the known device. After deposition of liquid droplets on the body, the liquid, pressed to the wall of the body by centrifugal force, continues to move along the wall of the body in the direction of gas movement. In the annular channel along the body length there are successively placed traps (pockets) for the liquid. Therefore, the separated liquid immediately falls into the pockets, and from them into the body windows, then flows down the pipes to the lower plate. Countercurrent movement of the gas and the separated liquid, characteristic of the known device, in the proposed excluded. The gas on the long horizontal curvilinear path of movement is completely freed from the liquid and goes up through the cutout in the disk. Thus, in the proposed device, the ablation of liquid droplets saturated with the product caught by the product is excluded. This means that no harmful chemicals enter the atmosphere, they are returned to the production cycle. This results in an increase in the degree of gas purification in the absorber. In the proposed design there is no need to increase the diameter of the apparatus in the area of the spatula. This reduces the mass of this zone in comparison with the known device. But the main reduction in the mass of the spatter trap zone is achieved due to the low height of the zone in question in the proposed design. FIG. 1 shows the proposed absorber, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1 with partial digging; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; in fig. 4 — node I in FIG. 3; in fig. 5 times . bb cut in fig. 4. The absorber with a movable nozzle contains a vertical body 1 with horizontally mounted perforated plates 2, a sprinkler 3 and nozzles 4 and 5 for the input and output of gas, nozzles 6 and 7 for the input and output of liquid. Above the upper plate-2, a ring 8 and a disk 9 are connected tightly to the housing 1, connected by a shell 10, the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the ring, and the annular channel 11 formed by the housing 1, the shell 10, the ring 8 and the disk 9 are divided by a partition 12 The ring 8 has a cut-out 13 for the gas inlet to the annular channel 11. In the case, a window 13 is provided for the outlet of the separated liquid from the annular channel 11. The disk 9 has a cutout 14 for leaving i the ase from the channel 11 and the window 15. The separating liquid drains to the downstream the plate 2 along the groove 16 and then through the opening 17 flows onto the plate 2. To pick up the liquid, a pocket 18 is fixed to the body 1 at the window 15 where the liquid flows before exiting the window 15. On each sieve plate 2 a layer of movable nozzle 19 made of foamed polystyrene is placed . The absorber is placed on the support 20. The absorber with a movable nozzle works as follows. The irrigating liquid is supplied to the absorber through the nozzle 6 and is distributed over the cross section with the aid of the sprinkler 3. The liquid wets the nozzle 19 of the light plastic balls on the upper sieve tray 2 and, falling down, wets the same nozzle on the lower sieve tray 2. Next, the liquid flows down into the lower part of the absorber and is withdrawn from the apparatus through nozzle 7. Gas with impurities of caprolactam is fed into nozzle 4 and passes upward through the openings of the lower sieve plate 2, liquefying the nozzle 19, where the gas contacts the liquid Heat flow and caprolactam absorption by water, then the gas rises to the upper sieve tray, where the gas cleaning process is repeated. the ascending gas flow has a high velocity, a part of the liquid droplets saturated with the absorbed product is carried away. This liquid must be separated and returned to the process. For this, a stream of gas with liquid droplets is directed to the recess 13 in the ring 8 and further moves along the annular channel 11. As a result of the flow along a curvilinear path, centrifugal force arises, which throws the liquid droplets onto the surface of the apparatus casing. On the housing 1, pockets 18 are fixed, which are in the path of the separated liquid. Due to the acquired speed, the liquid enters the pockets 18, and of them through the window 15 flows through the tubular channel formed by the groove 16, and through the hole 17 - onto the downstream plate 2. The droplets are separated on a long curvilinear path, the centrifugal force is long enough, which ensures almost complete separation of the liquid from the gas. With the general unidirectional movement of the gas and the separated liquid, this liquid is continuously removed from the zone of movement of the gas, which excludes the secondary contact of the gas with the liquid and the secondary entrainment of this liquid. Such hydrodynamics of the process allows the gas to be completely free from liquid, i.e. eliminate the entrainment of liquid saturated with caprolactam. As a result, an increase in the degree of gas purification in the absorber is achieved. Moreover, the effect was achieved without expansion of the apparatus case in the separation zone and with a small height of this zone, due to which the metal intensity of the apparatus was removed. The proposed absorber is characterized by simplicity of design.

/1-А/ 1-A

5-65-6

//

/./.

....

гg

ГазGas

Фиг.гFigg

Фиг.дFig.d

В-ВBb

Фиъ.ЧFi.CH

Фиг.55

Claims (1)

АБСОРБЕР С ПОДВИЖНОЙ НАСАДКОЙ, имеющий вертикальный корпус с горизонтально расположенными ситчатыми тарелками, ороситель, патрубки для ввода и вывода фаз и брызгоуловитель, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения степени очистки газа путем устранения уноса абсорбента, брызгоуловитель выполнен в виде герметично прикрепленных к корпусу кольца и диска, соединенных обечайкой по внутреннему диаметру кольца, образуя с корпусом кольцевой канал, разделенный перегородкой, причем кольцо имеет вырез для входа газа, расположенный по одну сторону перегородки, а диск имеет вырез для выхода газа, расположенный по другую сторону перегородки.AN ABSORBER WITH MOBILE NOZZLE having a vertical housing with horizontally arranged sieve plates, an irrigator, nozzles for inputting and outputting phases and a spray trap, characterized in that, in order to reduce the metal consumption and increase the degree of gas purification by eliminating the absorption of absorbent material, the spray trap is made in the form of hermetically attached to the casing of the ring and the disk, connected by a shell along the inner diameter of the ring, forming an annular channel divided by a partition with the casing, and the ring has a cut for gas inlet, laid on one side of the partition, and the disk has a cutout for gas outlet, located on the other side of the partition. Фиг.1Figure 1