WO2007145604A1 - Dispositif de contact à transfert de masse - Google Patents
Dispositif de contact à transfert de masse Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007145604A1 WO2007145604A1 PCT/UA2007/000038 UA2007000038W WO2007145604A1 WO 2007145604 A1 WO2007145604 A1 WO 2007145604A1 UA 2007000038 W UA2007000038 W UA 2007000038W WO 2007145604 A1 WO2007145604 A1 WO 2007145604A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- shell
- valve
- plate
- holes
- bubble unit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/163—Plates with valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
- B01D3/20—Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid
Definitions
- the invention relates to mass transfer contact devices, and in particular to devices intended for carrying out mass transfer processes in a gas (steam) - liquid system under cyclic conditions (with separate phases moving in a column) and can be used in food, chemical, petrochemical, oil refining and other industries.
- a mass transfer contact device which comprises a plate cloth with a contact element, a shell, a movable two-way valve, and limiters for raising and lowering.
- the circumference of the shell has holes, and the movable two-way valve is made in the form of solid plates mounted one above the other.
- the device is equipped with an additional plate cloth.
- the limiting element for raising the double-sided valve is the contact element, and lowering is the lower edge of the shell.
- the lower edges of the shell holes are made at the level of the additional (lower) plate plate.
- the contact element is made in the form of an inner cap with bubbler assembly knotted off at the tangent plate, the height of the vertical holes along the circumference of the shell is equal to the height of the two-way valve, and in the extreme positions of the two-sided valve one of the valve plates provides a section of the free section of the vertical holes of the shell into equal sectors ( RU
- the disadvantage of this device is the fixed free cross-section of the bubbler unit, as a result of which the working range of the device is shifted towards increasing steam flow, with minor liquid loads.
- another disadvantage of the device is its height (the size between the main and additional plate plates), which leads to an increase in the height of the column, and hence its metal consumption.
- the basis of the invention is the task of improving the known device, namely: expanding the operating range of steam loads, reducing the metal consumption and height of the mass transfer device, increasing the reliability and durability of the structure.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) It contains a plate cloth with a contact element, a shell, a movable two-way valve, limiters for raising and lowering, along the perimeter the shell has holes, and a movable two-way valve is made in the form of solid plates mounted one above the other, and the device is equipped with an additional plate of plates.
- the bubbler is the limiter for raising the double-sided valve, and lowering is the lower edge of the shell.
- the lower edges of the shell holes are made at the level of the additional (lower) plate plate.
- the height of the vertical holes along the circumference of the shell is equal to the height of the double-sided valve, and in the extreme positions of the double-sided valve one of the valve plates provides a free section of the vertical holes of the shell into equal sectors, in accordance with the invention, the upper plate of the double-sided valve is a contact element, and the bubbler unit is connected to the shell .
- the proposed contact device has the technological advantages of a valve plate of a stationary process, namely: reducing the free section of the bubble element of the contact element while reducing steam consumption. This maintains a constant pressure drop across the plate, providing the location of the double-sided valve in the upper position.
- valve moving downward, reduces its speed at the level of the upper row of shell holes, and gently, without impact, sits on the lowering limiter, thereby increasing the durability of the structure.
- FIG. 1 shows the device in a position that corresponds to the initial moment of gas (steam) supply.
- FIG. 2 in a position that corresponds to a change in the application of lifting force from the lower to the upper plate of the two-way valve.
- the contact device consists of a cloth of a plate 1, a bubbler assembly 2 with holes 12, a shell 4 with holes 11 and 10, an additional (lower) cloth of a plate 5, a two-way valve that moves in the middle of the shell 4 and consists of upper 6 and lower 7 plates connected remote stand 8.
- the bent lower edge of the shell 4 performs the function of the lowering limiter 9, and the bent upper edge of the bubbler unit performs the function of the limiter 3.
- the contact device operates as follows.
- the gas (vapor) phase during the steam period raises the two-way valve to a fixed upper position so that the upper plate 6 of the two-way valve closes the hole of the contact element 2.
- the upper plate 6 of the two-way valve in this position acts as a valve contact element.
- Steam passing under the upper plate 6 through the openings 12 of the bubbler assembly 2 interacts with the liquid that is on the plate.
- the two-way valve moves downward by the action of its own weight and the weight of the liquid, reducing the speed at the level of the plate 1 and smoothly sits on lowering limiter 9, thereby increasing the durability of the structure.
- the delay time for the supply of gas (steam) will be determined by the time of the overflow of liquid from the canvas of the plate 1 into the transition tank and will be several seconds.
- the time the liquid flows from plate to plate is called the liquid period.
- the cycle time which consists of the vapor and liquid periods, ends. Subsequent cycles are similar.
- the proposed contact device allows the mass transfer process in a gas (steam)-liquid system in a cyclic mode with a single change in the liquid delay simultaneously on all plates at the second column height, expanding the ⁇ ⁇ robust load range for liquid and steam, increases productivity, increases reliability and durability of the design .
- Using the proposed contact device eliminates fluid mixing at adjacent contact steps and allows to increase the efficiency of mass transfer by two to three times in comparison with the stationary process.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Массообменное контактное устройство
Изобретение относится к массообменным контактным устройствам, а именно к устройствам, предназначенным для проведения процессов массообмена в системе газ (пар) — жидкость в условиях циклического режима (при раздельном движении фаз в колонне) и может быть использовано в пищевой, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известно массообменное контактное устройство, которое содержит полотно тарелки с контактным элементом, обечайку, подвижный двухсторонний клапан, ограничители подъема и опускания. По периметру обечайка имеет отверстия, а подвижный двухсторонний клапан выполнен в виде установленных одна над другой сплошных пластин. При этом устройство оснащено дополнительным полотном тарелки.
Ограничителем подъема двухстороннего клапана является контактный элемент, а опускания — нижний край обечайки. Нижние кромки отверстий обечайки выполнены на уровне дoпoлнитeльнoгo(нижнeгo) полотна тарелки. Кроме того, контактный элемент выполнен в виде внутреннего колпачка с отогнутыми по касательной пластинами барботажногø узла, высота вертикальных отверстий по периметру обечайки равняется высоте двухстороннего клапана, а в крайних положениях двухстороннего клапана одна из пластин клапана обеспечивает раздел свободного сечения вертикальных отверстий обечайки на равные сектора (RU
2237508 Cl).
Недостатком этого устройства является фиксированное свободное сечение барботажного узла, вследствии чего происходит смещение рабочего диапазона устройства в сторону увеличения расхода пара, при незначительных нагрузках по жидкости. Кроме этого, другим недостатком устройства является его высота ( размер между основным и дополнительным полотном тарелки), что приводит к увеличению высоты колонны, а значит и ее металлоемкости.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования известного устройства, а именно: расширение рабочего диапазона нагрузок по пару, уменьшение металлоемкости и высоты массообменного устройства, увеличение надежности и долговечности работы конструкции.
Поставленная задача решается тем, что массообменное контактное устройство
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
содержит полотно тарелки с контактным элементом, обечайку, подвижный двухсторонний клапан, ограничители подъема и опускания, по периметру обечайка имеет отверстия, а подвижный двухсторонний клапан выполнен в виде установленных одна над другой сплошных пластин, при этом устройство оснащено дополнительным полотном тарелки. Ограничителем подъема двухстороннего клапана является барботажный узел, а опускания — нижний край обечайки. Нижние кромки отверстий обечайки выполнены на уровне дополнительного (нижнего) полотна тарелки. Высота вертикальных отверстий по периметру обечайки равняется высоте двухстороннего клапана, а в крайних положениях двухстороннего клапана одна из пластин клапана обеспечивает раздел свободного сечения вертикальных отверстий обечайки на равные сектора, в соответствии с изобретением верхняя пластина двухстороннего клапана является контактным элементом, а барботажный узел соединяется с обечайкой.
Причинно-следственная связь между предложенными признаками и техническим результатом заключается в следующем:
1. Предлагаемое контактное устройство обладает технологическими преимуществами клапанной тарелки стационарного процесса, а именно: уменьшение свободного сечения барботажного узла контактного элемента при уменьшении расхода пара. Тем самым поддерживается постоянный перепад давления на тарелке, обеспечивая местоположение двухстороннего клапана в верхнем положении.
2. При прохождении газа (пара) к контактному элементу под верхней пластиной двухстороннего клапана, используется динамический напор пара, как дополнительная сила, для поддержания клапана в верхнем положении. 3. Уменьшение высоты контактного устройства на 30% дает возможность уменьшить металлоемкость колонны на 10%.
4. При плавном перекрытии пара клапан, двигаясь вниз, уменьшает скорость своего движения на уровне верхнего ряда отверстий обечайки, и плавно, без удара, садится на ограничитель опускания, увеличивая таким образом долговечность конструкции.
На фиг. 1 показано устройство в положении, которое отвечает начальному моменту подачи газа (пара).
На фиг. 2 — в положении, которое отвечает изменению приложения подъемной силы с нижней на верхнюю пластину двухстороннего клапана.
На фиг. 3 - в положении, которое отвечает всем последующим моментам подачи газа (пара). Контактное устройство состоит из полотна тарелки 1, барботажного узла 2 с отверстиями 12, обечайки 4 с отверстиями 11 и 10, дополнительного (нижнего) полотна тарелки 5, двухстороннего клапана, который двигается всередине обечайки 4 та состоит с верхней 6 и нижней 7 пластин, соединенных дистанционной стойкой 8. Отогнутый нижний край обечайки 4 исполняет функцию ограничителя опускания 9, а отогнутый верхний край барботажного узла выполняет функцию ограничителя подъема 3.
Контактное устройство работает следующим образом. Газовая (паровая) фаза во время парового периода поднимает двухсторонний клапан в фиксированное верхнее положение таким образом, что верхняя пластина 6 двухстороннего клапана закрывает отверстие контактного элемента 2. Верхняя пластина 6 двухстороннего клапана в этом положении выполняет функцию клапанного контактного элемента. Пар проходя под верхней пластиной 6 через отверстия 12 барботажного узла 2 взаимодействует с жидкостью, которая находится на тарелке, По окончанию парового периода двухсторонний клапан под действием собственного веса и веса жидкости движется вниз, уменьшая скорость движения на уровне полотна тарелки 1, и плавно садится на ограничитель опускания 9, увеличивая тем самым долговечность конструкции.
Время задержки подачи газа (пара) будет определяться временем перелива жидкости с полотна тарелки 1 в переходную емкость и будет составлять несколько секунд.
В начальный момент подачи газа (пара) на нижнюю пластину 7 двухстороннего клапана будет действовать подъемная сила, обусловленная перепадом давления. Под действием этой силы будут двигаться вверх двухсторонний клапан, а за ним жидкость, которая находится в переходном объеме.
В момент времени, когда пластины двухстороннего клапана поравняются с отверстиями обечайки 4, приложение подъемной силы переходит с нижней 7 на
верхнюю 6 пластину двухстороннего клапана. При этом сохраняется максимально возможный перепад давления, а значит и подъемная сила на верхней 6 пластине. В отверстия обечайки 4 проходить газ (пар), барботируя через жидкость. С увеличением отверстия, скорость пара, который проходит через отверстие, будет падать и создадутся условия для перехода жидкости на нижерасположенную тарелку. Двухсторонний клапан продолжает свое движение вверх до фиксируемого верхнего положения. Вес двухстороннего клапана и столба жидкости над ними должны быть меньше силы перепада давления, которое действует на верхнюю пластину.
Время перетекания жидкости с тарелки на тарелку называется жидкостным периодом. Таким образом, время цикла, который состоит из парового и жидкостного периодов, завершается. Последующие циклы проходят аналогично.
Предложенное контактное устройство позволяет проводить процесс массообмена в системе газ (пар) — жидкость в циклическом режиме при однократной смене жидкостной задержки одновременно на всех тарелках iiо высоте колонны, розширяβ± робочий диапазон нагрузок по жидкости и пару, повышает производительность, увеличивает надежность и долговечность работы конструкции.
Использование предложенного контактного устройства устраняет перемешивание жидкости на смежных ступенях контакта и позволяет поднять эффективность массообмена в два — три раза в сравнении со стационарным процессом.
Claims
1. Массообменное контактное устройство, которое содержит полотно тарелки, барботажный узел, дополнительное полотно тарелки, обечайку, которая имеет по периметру отверстия, подвижный двухсторонний клапан, вьшолненный в виде установленных одна над другой сплошных пластин, соединенных между собой дистанционной стойкой, ограничители подъема и опускания отличающееся тем, что верхняя пластина двухстороннего клапана является контактным элементом.
2. Устройство по п.l, отличающееся тем, что барботажный узел объединен с обечайкой.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/227,991 US20090200690A1 (en) | 2006-06-13 | 2007-06-07 | Mass Transfer Device |
EA200802217A EA013137B1 (ru) | 2006-06-13 | 2007-06-07 | Массообменное контактное устройство |
EP07748809.6A EP2033698B1 (de) | 2006-06-13 | 2007-06-07 | Massenübertragungsvorrichtung |
US12/800,176 US8333940B2 (en) | 2006-06-13 | 2010-05-10 | Mass-exchange contact device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA200606612 | 2006-06-13 | ||
UAA200606612A UA81192C2 (en) | 2006-06-13 | 2006-06-13 | Mass-exchange contact device |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US12/227,991 A-371-Of-International US20090200690A1 (en) | 2006-06-13 | 2007-06-07 | Mass Transfer Device |
US12/800,176 Continuation-In-Part US8333940B2 (en) | 2006-06-13 | 2010-05-10 | Mass-exchange contact device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2007145604A1 true WO2007145604A1 (fr) | 2007-12-21 |
Family
ID=38832020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/UA2007/000038 WO2007145604A1 (fr) | 2006-06-13 | 2007-06-07 | Dispositif de contact à transfert de masse |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090200690A1 (ru) |
EP (1) | EP2033698B1 (ru) |
EA (1) | EA013137B1 (ru) |
UA (1) | UA81192C2 (ru) |
WO (1) | WO2007145604A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9320983B2 (en) * | 2013-03-11 | 2016-04-26 | Basf Se | Valve for carrying out a mass-transfer process |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20111299A1 (it) * | 2011-07-12 | 2013-01-13 | Saipem Spa | Piatto di reattore per la produzione di urea, e reattore e processo di produzione di urea |
US9248382B2 (en) * | 2013-03-08 | 2016-02-02 | Basf Se | Column for carrying out gas/liquid mass-transfer processes |
WO2014139958A1 (de) | 2013-03-11 | 2014-09-18 | Basf Se | Verfahren zur durchführung eines stoffaustauschprozesses in einer kolonne |
EP2969090B1 (de) * | 2013-03-11 | 2016-12-21 | Basf Se | Ventil zur durchführung eines stoffaustauschprozesses |
EP3185977A1 (de) | 2014-08-25 | 2017-07-05 | Basf Se | Ventil zur durchführung eines stoffaustauschprozesses |
WO2016037941A1 (de) | 2014-09-08 | 2016-03-17 | Basf Se | Bodengruppe für eine stoffaustauschkolonne |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU472663A1 (ru) * | 1973-07-02 | 1975-06-05 | Предприятие П/Я А-7924 | Тарелка ректификационной колонны с контролируемыми циклами |
SU1212451A1 (ru) * | 1984-07-25 | 1986-02-23 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Пищевой Промышленности | Массообменное контактное устройство |
US20020163091A1 (en) | 2001-05-03 | 2002-11-07 | Kuang Wu | Method and apparatus for improving a fractionation process |
RU2237508C1 (ru) | 2002-12-10 | 2004-10-10 | Владимир Николаевич Малета | Массообменное контактное устройство |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2871003A (en) * | 1955-09-28 | 1959-01-27 | American Oil Co | Fractionator bubble cap |
US3037754A (en) * | 1959-03-23 | 1962-06-05 | Fritz W Glitsch & Sons Inc | Closures for fluid contact apparatus |
US3385577A (en) * | 1964-12-29 | 1968-05-28 | Acme Process Equipment Co | Bubble cap with controlled cover disc |
DE1917536A1 (de) * | 1969-04-05 | 1970-11-19 | Montz Gmbh Julius | Glockenboden fuer Stoffaustauschkolonnen |
US3618913A (en) * | 1969-05-16 | 1971-11-09 | Stahl Apparate Und Geratebau G | Fractionating columns |
DE2848386A1 (de) * | 1978-11-08 | 1980-05-14 | Stahl App & Geraetebau Gmbh | Austauschelement fuer boeden in stoffaustauschkolonnen |
US5632935A (en) * | 1994-04-28 | 1997-05-27 | Koch Engineering Company, Inc. | Vapor-liquid contact tray and downcomer assembly and method employing same |
UA81700C2 (en) * | 2006-04-10 | 2008-01-25 | Богдан Владимирович Малета | Mass-exchange contact device |
US8158073B2 (en) * | 2006-04-10 | 2012-04-17 | Bogdan Maleta | Mass exchange contact device |
US8333940B2 (en) * | 2006-06-13 | 2012-12-18 | Bogdan Maleta | Mass-exchange contact device |
US7540476B2 (en) * | 2006-07-18 | 2009-06-02 | Sulzer Chemtech Ag | Valve for a contact tray |
-
2006
- 2006-06-13 UA UAA200606612A patent/UA81192C2/uk unknown
-
2007
- 2007-06-07 US US12/227,991 patent/US20090200690A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-07 WO PCT/UA2007/000038 patent/WO2007145604A1/ru active Application Filing
- 2007-06-07 EP EP07748809.6A patent/EP2033698B1/de not_active Not-in-force
- 2007-06-07 EA EA200802217A patent/EA013137B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU472663A1 (ru) * | 1973-07-02 | 1975-06-05 | Предприятие П/Я А-7924 | Тарелка ректификационной колонны с контролируемыми циклами |
SU1212451A1 (ru) * | 1984-07-25 | 1986-02-23 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Пищевой Промышленности | Массообменное контактное устройство |
US20020163091A1 (en) | 2001-05-03 | 2002-11-07 | Kuang Wu | Method and apparatus for improving a fractionation process |
RU2237508C1 (ru) | 2002-12-10 | 2004-10-10 | Владимир Николаевич Малета | Массообменное контактное устройство |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9320983B2 (en) * | 2013-03-11 | 2016-04-26 | Basf Se | Valve for carrying out a mass-transfer process |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA013137B1 (ru) | 2010-02-26 |
US20090200690A1 (en) | 2009-08-13 |
EA200802217A1 (ru) | 2009-04-28 |
EP2033698A1 (de) | 2009-03-11 |
EP2033698A4 (en) | 2012-03-07 |
EP2033698B1 (de) | 2015-10-28 |
UA81192C2 (en) | 2007-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007145604A1 (fr) | Dispositif de contact à transfert de masse | |
WO2007117227A1 (fr) | Dispositif de contact à échange de masse | |
RU2237508C1 (ru) | Массообменное контактное устройство | |
US9403103B2 (en) | Method for carrying out a mass-transfer process in a column | |
EP1708797B1 (en) | Vapour-liquid distribution tray | |
WO2008079157A1 (en) | Gas-liquid contact apparatus | |
JP2006263726A (ja) | プレート式物質交換塔 | |
US6287367B1 (en) | High-capacity vapor/liquid contacting device | |
RU152191U1 (ru) | Тепломассообменная тарелка со струйно-барботажными контактными устройствами | |
CN100475302C (zh) | 一类汽液传质浮阀塔板浮阀的排布方法 | |
CN113521782A (zh) | 一种用于nmp回收精制反应器 | |
CN201061730Y (zh) | 液液萃取振动规整填料塔 | |
CN203549407U (zh) | 煤气管道排水器装置 | |
CN103816692B (zh) | 一种蒸馏用斜孔塔盘 | |
CN2768866Y (zh) | 板式塔 | |
CN217312017U (zh) | 一种合成精馏中的高效浮阀塔盘 | |
WO1998028056A1 (en) | Fixed valve | |
UA133702U (uk) | Клапанна масообмінна тарілка | |
CN201404705Y (zh) | 塔板控位浮阀 | |
RU2744742C1 (ru) | Клапанная тарелка массобменной колонны | |
JP4262576B2 (ja) | 蒸留装置 | |
RU100426U1 (ru) | Горизонтальный массообменный аппарат | |
JP2013245761A (ja) | 液体圧送装置 | |
RU104859U1 (ru) | Клапанная тарелка | |
SU1561994A1 (ru) | Массообменна колонна |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07748809 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 200802217 Country of ref document: EA |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 12227991 Country of ref document: US |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2007748809 Country of ref document: EP |