SU1163894A1 - Тепломассообменна колонна - Google Patents

Abstract

1.ТЕПЛСМАССООВМЕННАЯ КОЛОННА, включак ца  вертикальный корпус, разделенный наклонными перегородками на зоны, патрубки дл  ввода и вывода газа и жидкости, форсунки, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  гидравлического сопротивлени , упрощени  конструкции и обеспечени  более полноГ(Э улавливани  газовых вредностей, наклонные перегородки выполнены из двух пластин - отражател  и сборника , при этом площадь зазора между ними равна 30-40% живого сечени  колонны, проекци  пластины сборника на горизонтальную плоскость равна 60-70% того же сечени , а сборник перекрыт на8-10%,пластиной отражател . 2 . Колонна по п. 1, о.т л ичающа с  тем, что образован (Л ные перегородками зоны снабжены: верхн   - подвижной насадкой, а нижн   - форсунками, установленными на входе в наклонный патрубок подачи газа в колонну под отражателем перпендикул рно пластинам и по оси зоны. Од со 00 CD й|

Description

1 1

Изобретение относитс  к массообенным аппаратам, в частности к таельчатым колонным аппаратам, исользуемым в химической, нефтехимиеской , пищевой и других отрасл х промышленности и может быть применено дл  очистки отход щих газов суперфосфатных производств.

Известно устройство дл  очистки rasa, обеспечивающее улавливание газообразных.примесей и пылевидных частиц размерами менее 5 ммк ij. Однако это устройство настолько громоздко и включает такое множество мелких каналов, приемников и отверстий , что дл  работы в услови х наличи  взвесей и,, тем более, склонных к залипанию, оно не пригодно. Промыишенное использование данного устройства трудно осуществить.

Известен компактньш и простой аппарат - ловушка дл  смога (тумана с дымом), в котором с помощью чередующихс  по его высоте центральных и периферийных отражателей измен етс  направление движущихс  вверх газов от центра к периферии и наоборот , противотоком жидкому сорбенту (вода). Вода захватывает твердые частицы и смывает их в отстойник, из которого после отсто  взвесей она вновь используетс  дл  орошени  аппарата С2 J.

Однако не может обеспечить интенсивное ведение абсорбционных процессов , так как, по существу, это малоэффективной польй скруббер с оро сителем. В нем отсутствуют услови  дл  разделени  по жидкой фазе, а, следовательно, и организованноТо эффективного орошени . Вести скорост ную абсорбцию в таком аппарате невозможно .;

Известен аппарат дл  интенсивного смешивани  газа и жидкости, снабжен ный специальной ; зоной смешивани , заполненной мелкими KOHtaKTHbu H частицами Сз1.

Однако дл  ведени  абсорбционньгх процессов на: системах, осложненных наличием взвесей, склонных к гепеобр зованню и шламоотложению, он не пригоден, так как контактна  зона в таких услови х быстро выходит из стро  (все залипает).

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  тепломассообменна  колонна, включающа  вертикальный корпус с

63894 .1

расположенными одна над другой тарелками , сверху которых расположены барботажные колпаки. Над каждьвм колпаком установлена форсунка. Орошающа  жидкость в известной колонне накапливаетс  на тарелке, котора  через патрубок сообщена с насосом, подающим жидкость на форсунку. Форсунки такой колонны работают от

насоса, без которого обеспечить распыл невозможно. Таким образом, количество тарелок с форсунками определ ет необходимое число насосов. Например , дл  3-тарельчатой колонны необ5 ходимо по крайней мере 3 насоса, что соответственно требует Значительных дополнительных энергетических и материальных .затрат С J.

Наличие колпаковjнад каждой тарелкой делает конструкцию громоздкой,

металлоемкой, увеличивает гидравлическое сопротивление и способствует образованию застойных зон над ними. Такие же зоны могут образовыватьс  непосредственно на горизонтальных тарелках, на которых трудно создать интенсивный барботаж (особенно по периферии). Образование застойных зон может привести к быстрому забиванию патрубков.отвода жидкости с тарелки на системах, осложненных наличием механических взвесей, склонных к залипанию и к шламоотложению (например, при газоочистке отход щих

35 газов суперфосфатных производств), и, в конечном счете, выходу аппарата из стро .

Известна тепломассообменна  колонна , включающа  вертикальный корпус,

40 разделенньй наклонными перегородками на зоны, патрубки дл  ввода и вывода газа и жидкости, форсунки .

Однако этот аппарат обладает боль j шим гидравлическим сопротивлением (Лр), а следовательно и большой энергоемкостью, очень малое проходное и сечение дл  газа, кроме того, наличие Каплеуловителей затрудн ет использование таких аппаратов дл  комплексной обработки больших масс газа (дес тки и более тыс ч ), что имеет место в очистных системах суперфосфатных производств, где важнейшим фактором при решении вопроса о выборе аппарата -  вл етс  минимальное гидравлическое сопротивление. Аппараты с трубами Вентури предназначены дл  введени  технологической очистки газов, вести в них тонкую очистку (санитарную) нецелесообразно, так ка это потребовало бы неоправдано больш количество секций, поскольку при малых движущихс  силах такие аппараты работают плохо (малое врем  контакта плохое обновление поверхности контак та взаимодействующих фаз). Конструкци  аппарата достаточно сложна осевой монтаж труб Вентури на наклон ных перегородках - процесс достаточн сложный и трудоемкий. изобретени  - уменьшение гид равлического сопротивлени , з рощение конструкции и обеспечение более полного улавливани  газовых вредностей . Цель достигаетс  тем, что в тепломассообменной колонне, включаннцей fвертикальный корпус,: разделенный нфклонньми перегородками на зоны, патрубки дл  ввода и вывода газа и жидкости, форсунки, наклонные перегородки выполнены из двух пластин .- отражател  и сборника, при это площадь зазора между ними равна 130-40% живого сечени  колонны, проек щи  пластины сборника на горизонталь ную плоскость равна 60-70% того же сечбни , а сборник перекрыт на 8-10% пластиной отражател , Образованные перегородками зоны снабжены: верхн   - подвижной насадкой , а нижн   - форсунками, устаноаленными на входе в наклонный патрубок подачи газа в колонну под отражателем перпендикул рно пластинам и по оси зоны. На чертеже представлена конструкци  тепломассообменной колонны. Колонна состоит из вертикального корпуса 1 с расположенными одна над другой тарелками 2, ocнaщeнны p подвижным слоем насадки . 3. Под нижней тарелкой смонтированы отражатель 4 и сборник 5/Сливной патрубок 6 сооб щен через Насос 7 с форсунками 8. Наклонный патрубок 9 предназначен дл  ввода газа в колонну, а трубопро :вод 10 дл  подачи свежего сорбента на ороситель 11. Колонна работает следующим образом . Обрабатьгоаемый газ с концентраци ей Со поступает в колонну по наклонному патрубку 9. С помощью форсунок газ интенсивно обрабатываетс  сорбентом концентрации Ч , который по 94 даетс  насосом 7 из сборника.5. В псевдоожижённбм слое насадки 3 осуществл етс  эффективный контакт предварительно обработанного газа со свежим сорбенконцентрацией .. , поступаютом концентрации щим по трубопроводу 10. По мере необходимости часть жидкости выводитс  через нижний патрубок в виде готового продукта, а остальна  - распыл етс  форсунками 8. Наклонные пластины отражател  и сборника создают услови  дл  поддержани  необходимого уровн  жидкости в сборнике, благодар  чему обеспечиваетс  нормальна  работа наcoca и исключаетс  образование за .стойных зон. Одновременно становитс  возможным ос5пцествл ть разделение по жидкой фазе. На участке прохождени  газа между пластинами имеет мес- то скоростна  абсорбци . Рекомендуемый выбор рассто ни  между пластинами, при котором обес-. печибаетс  площадь зазора между ними , равна  30-40% живого сечени  колонны, наиболее приемлемый, так как увеличение этого рассто ни  в сторону указанного значени  приводит к неэффективному использованию рабочего пространстваj а уменьшение - увеличивает гидравлическое сопротивление. наклона пластин к корпусу колонны 60-45 признан целесообразным, так как при угле Наклона больше 60 уровень жидкости в сборнике становитс  настолько незначительным, что уже не может обеспечить нормальную работу насоса и исключить осаждение взвесей, а при угле меньше 30° крутизна пластин Настолько велика, что больша  часть рабочего пространства используетс  -неэффективно. Размер пластины сборника определен величиной ее проекции на гдризонтальную плоскость, равную 60-70% площади поперечного сечени  колонны. При увеличении площади проекдаи неоправданно растет гидравлическое сопротивление , а при уменьшении (меньше 60%) - не обеспечиваетс  накопление достаточного количества жидкости в сборнике. Рекомендовано сборник перекрыть на 8-10% пластиной отражател , так как при увеличении перекрыти  воз- / можно образование гидрозатвора, а гфи уменьшении йровап жидкости в зоне над пластинами, мину  их. форсунки установленные на вход в наклоннШ патрубок ввода газа в колонну, обеспечивают интенсивную обработку газа, создава  факел распыпа навстречу газу поступающему в колонну. При этом распыл ема  жидкость легко стекает по наклонному патрубку в нижнюю часть колонны. Форсунки, установленные под отр жателем перпендикул рно пластинам создают здесь зону скоростной абсорбции , так как скорость газа в этой области .повьппенна . , , / , Форсунки, установленные в попе ,речном сечении колонны, обеспечивают эффективное использование рабочего пространства второй зоны 46 Реализаци  изобретени  в промышленности позволит ползчить следующий технико-экономический эффект: интенсифицируютс  тепло- и масообмен .за счет турбулизаций потоков и дроблени  капель в псевдоожиженном . слое, а также за счёт скоростной абсорбции при прохождении газа через пластины; снижаютс  энергетические и материальные затраты за счет умень шени  количества насосов и упразднени  колпаков, исключаетс  образование застойных зон во всем рабочем объеме колонны, чем созданы услови  дл  работы на системах, осложненных наличием взвесей, склонных к гелеобразованию и шламоотложению, созданы услови  упрощающие реализацию техноло гических процессов в аппарате за счет упразднени  колпаков, исключени  во зможных засорений и облегчени  управ лени  технологическими процессами.

3L.,

iO11

о о о о

оо :

гт.

Оо

О О

3 о а 2

1

Claims (2)

1.ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ КОЛОННА, включающая вертикальный корпус, разделенный наклонными перегородками на зоны, патрубки для ввода и вывода газа и жидкости, форсунки, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления, упрощения конструкции и обеспечения более полного улавливания газовых вредностей, наклонные перегородки выполнены из двух пластин - отражателя и сборника, при этом площадь зазора между ними равна 30-40% живого сечения колонны, проекция пластины сборника на горизонтальную плоскость равна 60-70% того же сечения, а сборник перекрыт на 8-10% пластиной отражателя.

' 2. Колонна по π. 1, отличающаяся тем, что образованные перегородками зоны снабжены: верхняя - подвижной насадкой, а нижняя - форсунками, установленными на входе в наклонный патрубок подачи газа в колонну под отражателем перпендикулярно пластинам и по оси зоны.

SU„. .1163894

I