SU1331527A1 - Колонна дл проведени процессов тепломассообмена - Google Patents

Abstract

Колонна предназначена дh  проведени  процесса тепломассообмена в ректификационных и абсорбционных процессах при низких нагрузках по жидкости и переменных нагрузках по пару. Целью изобретени   вл етс  обеспечени  устойчивой и эффективной работы колонны в услови х малого или крайне малого жидкостнвго орошени  за счет организации ступенчато-поперечного передвижени  жидкости в контактной зоне. Контактные устройства выполнены в виде полых лотков, торцы которых попарно соединены соосньми переливными устройствами, и в полости лотков размещены вертикальные пластины, нижний край которых смещен относительно оси лотков в сторону ввода пара в контактное устройство . Лотки имеют профиль полукруга, швеллера, двутавра. 1 з.п. ф-лы, 13 ил. с (Л со со ел 1чЭ vj

Description

Изобретение относитс  к конструк ци м контактных устройств дл  прове дени  процесса тепломассообмена в системах газ(пар) - жидкость и может быть использовано дл  осуществлени  процессов ректификации, отгонки , абсорбции и отпарки в крупнотоннажных производствах нефтеперерабатывающей , нефтехимической и газовой промышленности.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение устойчивой и эффективной работы колонны в услови х малого и крайне малого жидкостного орошени  за счет организации ступенчато по- перечного движени  жидкости в контактной зоне.

На фиг. 1 изображена конструкци  колонны с контактными устройствами, вьтолненными из полукруглых лотков с зубчатыми кра ми; на фиг. 2 - фрагмент контактного устройства, вьтолненного из лотков двутаврового профил  (показано соосное расположение вертикальной пластины по отношению к оси лотков); на фиг. 3 - то .же, из лотков швеллерного сечени  (показано смещенное расположение вертикальной пластины относительно оси лотков в сторону ввода пара в контактное устройство); на фиг. А - то же, в наклонной плоскости; на фиг. 5 - то же, (показано двухзаходное ступенчато-поперечное перемещение жидкости по контактному устройству); на фиг. 6 - то же, с тавровым профилем лотков, в плоскости которых выполнены клапанные контактные элементы (показана организаци  ступенчато-поперечного перемещени  жидкости по контактному устройству); на фиг. 7 - то же, с вертикальным насадочным отбойником , предназначенным дл  сепарации уносимых капель жидкости; на фиг. 8 осевое расположение лотков по сечению аппарата; на фиг. 9 - то же, треугольное расположение; на фиг.10 то же, четьфехугольное расположение на фиг. 11 - то же, двухпараллель- ное расположение; на фиг. 12 - то же, трехпараллельное расположени также показано торцовое соединение лотков соосными переливными устройствами ); на фиг. 13 - фрагмент контактного устройства, снабженного центральными переливными устройствами .

5

0

5

Q

Конструкци  колонны включает контактные устройства, состо щие из полых лотков 1 различного профил  с вертикальными пластинами 2, которые по торцам соединены соосными переливньми устройствами 3, горизонтальные перегородки 4, обеспечивающие перекрестно-точное движение пара в контактных ступен х и корпус 5.

Контакт пара и жидкости в контактном устройстве осуществл етс  в перекрестном токе фаз. Однако, в отличие от известных устройств, в предлагаемом контактном, устройстве жидка  фаза подвергаетс  обработке потоком пара на всем пути ее перемещени  вдоль лотка, т,е. на участке между двум  торцовыми переливными устройствами. В переливном устройстве , установленном соосно с лотком, происходит изменение направлени  течени  жидкости на обратное и поток жидкости перетекает на другую ступень , где также подвергаетс  обработке паром того же состава. Далее процесс повтор етс . Такой способ организации контакта фаз можно охарактеризовать как ступенчато- поперечньш с перемещением жидкой фазы.

Создание такой организации контакта фаз в контактном устройстве позвол ет обеспечить устойчивую работу колонны в услови х крайне малого или малого орошени  жидкости, так как нагруженность по жидкости такого устройства определ етс  исход  из геометрического размера про- 0 фил  лотка.

Эффективность взаимодействи  пара и жидкости в контактном устройстве со ступенчато-поперечным перемещением жидкости в первую очередь оп- 5 редел етс  гидродинамической обстановкой как в полости лотка, так и в области непосредственного контакта пара и жидкости.

Такой областью  вл етс  лини  соприкосновени  вертикальной пластины с поверхностью жидкости в полости лотка 1. При перекрестно- точном прохождении пара через эту область осуществл етс  разрыв сло  жидкости с образованием пенного сло .

Важной особенностью в достижении требуемой гидродинамической обстановки на контактном устройстве  вл етс  выполнение геометрического

0

5

5

профил  лотка. Так, в случае вьшол- нени  лотка полукруглой формы (фиг. 1), обеспечиваетс  интенсивна обра ботка всего объема жидкости. Эт осуществл етс  за счет плавного профил  изгиба лотка. При таком профиле лотка за счет создани  развитой пены имеет место эффект увеличени  потоком пара части жидкости из лотка. Возврат в процесс этой части жидкости становитс  возможным за счет наклонного расположени  лотков друг под другом (фиг. 4). Контактное устройство с полукруглым прфилем лотков имеет небольшую задержку жидкости непосредственно в зоне контакта с паром, что благопри тствует применению этого профил  лотка в контактных устройствах дл  разделени  тер молабильных и легкоосмо- л юпщх веществ.

В случае же выполнени  лотков в контактном устройстве по профилю швеллера обеспечиваетс  эффект затормаживани  пенного сло  за счет наличи  углового изгиба. При таком вьтолнении профил  лотка создаетс  развита  степень перемешивани  (циркул ции ) жидкости и пены в полости лотка и, следовательно, высока  эффективность контакта пара и жидкости . Высока  степень циркул ции жидкости в полости лотка, котора , в свою очередь, оказьшает активное пеноразрушающее действие, достигаетс  в лотке такого профил  за счет смещени  вертикальной пластины в сторону входа пара в контактное устройство (фиг. 3 и 7). Повышение степени циркул ции пенной жидкости в полости лотка может быть достигнуто и за счет выполнени , например, клапанных элементов в лотке (фиг. 6)

Выполнение контактного устройства с лотками по профилю полукруга и . швеллера предопредел ет некоторую степень уноса паром капель жидкости из полости лотков. При этом практически полна  степень сепарации этих капель может быть достигнута на перекрестно-точном насадке (фиг. 7). Применение неорошаемой перекрестно- точной насадки позвол ет создать дополнительную обработку потоком пара скоагулированной жидкости и, кроме тог о, обеспечить полный возврат унесенной части жидкости на орошение нижерасположенного контакт5

ного устройства, так как перелив унесенной жидкости осуществл етс  с горизонтальной перегородки 4 непосредственно в полость лотка (фиг.1) Выполнение контактного устройства с лотками двутаврого профил  (фиг.2) позвол ет к достигаемому эффекту устройства с лотками швеллерового 0 профил  обеспечить дополнительное расширение диапазона устойчивой работы за счет использовани  отражающего воздействи  крайней полочки лотка на сепарацию жидкости из 5 noToi a выход щего пара. Кроме того, двутавровый профиль лотка позвол ет усилить степень циркул ции жидкости в области входа пара в контактное устройство за счет направленного 0 изменени  движени  потока пара на входе в устройство, что, в свою очередь, повышает эффективность контакта .

Таким образом, испоа ьзование раз-г 5 личного по профилю лотка в контактном устройстве со ступенчато-поперечным перемещением жидкости позвол ет осуществить регулирование гидродинамической обстановки в контакт- 0 ном устройстве и, следовательно, позвол ет осуществить конкретный процесс с высокой эффективностью контакта в определенном диапазоне устойчивой работы.

Следует также отметить, что на эффективность контакта пара и жидкости в колонне с предлагаемыми контактными устройствами оказывает вли ние величина времени пребывани  0 пара и жидкости в контакте. Одним из способов регулировани  времени пребывани  жидкости и пара в ко%- такте в предлагаемом устройстве  вл етс  выполнение двух- или более за- 5 ходкого ступенчатого перемещени  жидкости в устройстве (фиг. 5). С помощью такой конструкции контактного устройства становитс  возможным повысить врем  пребывани  жидкости и пара g в услови х практически малого увеличени  зан того объема колонны. Это  вл етс  важным дл  проведени  таких процессов, как отгонка или отпарка различных веществ.,

е Одной из особенностей предлагаемой конструкции колонны, в отличие от известных перекрестно-точных насадоч- ных колонн с расположением насадки по квадрату и другим фигурам,  вл 5

етс  возможность регулировани  смешени  потоков жидкости как по лоткам, так и по контактному устройству в целом.

Так, при осевом (фиг. 8) и параллельном (фиг. 11 и 12) расположении лотков обеспечиваетс  разделенное секционированное перемещение жидкости вдоль каждого контактного устройства В случае же кольцевого соединени  лотков по квадрату (фиг. 10) и п о треугольнику (фиг. 9) достигаетс  эффект смещени  на каждом из лотков при вьшолнении общих переливных устройств на стыке двух соседних лотков Кроме того, применение в контактных устройствах центральных переливных устройств позвол ет обеспечить смещение частей .жидкости по центру контактного устройства.

Создание такого способа регулировани  степени смешени  потоков жидкости по лотку контактного устройств и в целом по контактному устройству позвол ет повысить эффективность и диапазон устойчивой работы аппарата при осуществлении различньпс процессо и выполнении конкретных задач по получению различной степени чистоты продуктов.

Использование предлагаемой конструкции колонны с контактными уст

Claims (2)

1.Колонна дл  проведени  процессов тепломассообмена, содержаща  корпус, разделенный горизонтальными перегородками на контактные ступени, внутри которых установлены в наклон ной или вертикальной плоскости кон5 тактные устройства перекрестно-точ ного типа, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  устойчивой и эффективной работы колонны в услови х малого или крайне малого жидкостного орошени  за счет организации сгупенчато-поперечного движени  жидкости в контактной зоне, контактные устройства выполнены в виде полых лотков, торцы которых попарно соеди5 нены соосными переливными устройствами и снабжены вертикальными пла- {стинами, нижний край которых смещен относительно оси лотков в сторону ввода пара в контактное устройство.

2.Колонна по п. 1, отличающа с  тем, что лотки имеют профиль полукруга, швеллера, двутавра .

0

0

Жидкость

Фиг.2.

1Кидкость

Жидкость

Фиг.З

ii ..

Фаг. 7

Фиг.8

Фиг. 9

Жидкое ITHf

Пар

ФагЛЗ