SU891106A1 - Колонна дл проведени тепломассообменных процессов - Google Patents

Description

(54) КОЛОННА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относитс  к колоннам дл  проведени  тепломассообменных процессов между газом и жидкостью, примен емых, в частности, в процессах неизотермической абсорбции, рект фикации, а также испарении и конденсации дл  обеспече1ш  высокой эффективности процессов тепломассообмена при высокой пропускной способности. Известна колонна дл  проведени  тепломассообменных процессов между газом и жидкостью, содержаща  пленочные тарелки, причем кажда  пленоч на  тарелка изготовлена в виде сплош ного горизонтально расположенного листа с закрепленными на нем вертикальными патрубками, нижние торцы которых расположены ниже поверхности листа. В этих тарелках нижние торцы патрубков дл  повышени  предельных нагрузок газа и жидкости могут иметь косой срез , I J. Однако при работе колонн происходит значительный капельный унос жидкости , а также отсутствует продольное секционирование потока газа в колонне. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  колонна дл  проведени  тепломассообменных процессов между газом и жидкостью, содержаща  пленочные тарелки в виде сплошного горизонтально расположенного листаже закрепленными на нем вертикальными патрубками, верхние горизонтальные торцы которых выступают над листом, а нижние - ниже листа и могут иметь косой срез. При этом поверхности срезов выполнены эквидистантными. Жидкость в данной колонне течет преимущественно в виде пленки, как по горизонтально расположенным лисг там пленочных тарелок, так и сверху вниз по внутренним поверхност м вертикальных патрубков 2. Однако при переходе жидкости с вышележащей тарелки на нижележащую происходит разрыв пленки жидкости . При противоточном движении газа и жидкости в колонне газ разбрызгивает струю жидкости, образующуюс  в местах разрыва пленки, а именно в местах стока жидкости в виде струи при ее переходе с нижних торцов патрубков вышележащей тарелки на горизонтальный лист нижележащей . Образующиес  при разбрызгивании капли жидкости унос тс  вверх потоком газа. Это приводит к значительному капельному уносу жидкости и, следовательно, к снижению предель ных нагрузок газа и жидкости в колон не, а также к уменьшению эффективнос ти процессов тепломассообмена за сче снижени  движущей силы процесса на вышележащей тарелке. Кроме того, в данной конструкции отсутствует продольное секционирование потока газа в колонне,- которое преп тствует физическому моделированию данной колонны и обуславливает наличие существенного эффекта масшта ного перехода. Целью изобретени   вл етс  уменьш ние капельного уноса жидкости и обес печение продольного секционировани  потока газа в колонне. Это достигаетс  тем, что нижние торцы патрубков вышележащей тарелки расположены ниже верхних торцов патрубков нижележащей тарелки, патрубки на соседних тарелках развернуты один относительно другого на . Благодар  этому предотвращаетс  разрыв пленки жидкости при переходе жидкости в вышележащей тарелки на ни жележащую и тем самым ликвидируютс  струи жидкости ( при переходе с тарел ки на тарелку, имеющие место в извес ной колонне) и, как следствие этого, предотвращаетс  разбрызгивание потоком газа этих струй и капельный унос жидкости. На фиг.1 изображена колонна с пле ночными тарелками, снабженными верти кальными naTpy6KaNw, поверхности сре зов которых вьтолнены эквидистантными и представл ют собой параллельные поверхности, продольный разрез; на фиг.2 - то же, срезы патрубков представл ют собой криволинейные поверх4 ности; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1 и 2. Колонна содержит корпус 1, в котором закреплены пленочные тарелки 2 и 3. Кажда  пленочна  тарелка выполнена из сплошного горизонтально расположенного листа 4 с закрепленными на нем в.ертикапьными патрубками 5, верхние горизонтальные торцы 6 которых выступают над листом 4, а нижние торцы 7 расположены ниже ; 1иста 4 и имеют косой срез, причем поверхности срезов выполнены эквидистантными . Нижние торцы 7 патрубков 5 вьш1ележащей тарелки 3 расположены ниже верхних торцов 6 патрубков 5 нижележащей тарелки 2, а патрубки 5 на соседних тарелках 2 и 3 соответственно повернуты один относительно другого на 180. Колонна работает следующим образом . Жидкость из распределител  орошени  (не показан} подаетс  на горизонтальный лист 4 вьш1ележащей тарелки 3 и движетс  по нему в виде пленки , котора  через верхние горизонтальные торцы 6 патрубков 5 равномерно распредел етс  по внутренним поверхност м сверху вниз под действием силы т жести в виде пленки на сплошной горизонтальный лист 4 нижележащей тарелки 2. По нижележащей тарелке 2 жидкость движетс  описанным выше способом, Вследствие того, что нижние торц}Л 7 патрубков 5 вьипележащей тарелки 3 расположены ниже верхних торцов 6 патрубков 5 нижележащей тарелки 2, торцы 7 опущены в горизонтальнук пленку жидкости нижележащей тарепки 2. Это приводит к тому , что жидкость движетс  по тарелкам предлагаемой колонны только в виде пленки, котора  нигде не разрываетс . В результате этого капельный унос жидкости встречным потоком газа в значительной мере уменьшаетс , что приводит к существенному повышению предельных нагрузок жидкости и газа. Газ поступает в нижнюю часть корпуса 1 колонны и движетс  противотоком к жидкости. Предлагаема  колонна становитс  состо щей как бы из множества одиночных элементов. Промышленную колонну такой конструкции можно с достаточной степенью точности физически моделировать.

Пример . Определение предельных нагрузок по жидкости и газу|При которых наблюдаетс  интенсивный капельный унос, провод т на модельной установке с колонной из стали 12X18 НцОТ диаметром 0,5 м при атмосферном давлении на средах вода - воздух. Нагрузки по воде поддерживают в пределах 0,041 ,20 кг/МС (в данном случае в качестве дпины в метрах беретс  сумма периметров патрубков на одной тарелке, нагрузки по воздуху - в пределах, соответствующих числам Rdj. 2000-14000.

Dp - WrdaKPr ®гЛ ,

где W - скорость воздуха в патрубках пленочной тарелки;

эквивалентньв гидравхшческий диаметр патрубков пленочной тарелки;

Рг - плотность воздуха;

р- динамическа  в зкость.

При испытани х измер ют расход жидкости и газа (ротаметрами типа PC падение давлени  газового потока при его прохождении сквозь пленочные тарелки с помощью U-образного вод ного дифманометра). В каждом опыте . устанавливают определенную нагрузку по жидкости из указанных пределов и плавно увеличивают расход газа до наступлени  капельного уноса. Момент капельного уноса регистрируют как визуально, так и по скачку давлени , фиксируемому U-образным дифманометром .

При каждой определенной нагрузке по жидкости в момент капельного унос фиксируют соответствующие нагрузки по газу.

Испытывали колонну, содержащую четыре пленочные тарелки, кажда  в виде сплошного горизонтально расположенного листа толщиной 0,005 м с закрепленными на нем вертикальными патрубками 25x2 мм в количестве 115 штус шагом 0,04 м, верхние горизонтальные торцы которых выступают над листом , а нижние - расположены ниже листа и имеют косой срез, причем поверхности срезов выполнены эквидистантными , нижние торцы патрубков вышележащей тарелки расположены ниже верхних торцов патрубков нижележащей тарелки и патрубки на соседних тарелках повернуты один относительно другого на

180°.

Анализ полученных экспериментов показал, что при каждой фиксированной нагрузке по жидкости, предельные iнагрузки по газу, при которых наблю- . даетс  интенсивный капельный унос, в предпагаемой колонне на 20-30% выше по сравнению с соответствующими нагрузками в известной колонне.

Claims (1)

1.Патент Великобритании № , ют. В. IP, 1963.

2,Патент Великобритании

№ 879270, кл. 55 2,0 , 1961.

Фи2.1