Устройство для ректификации

/32 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТ ано,ФИКА ассоо ь исп олог Цел ции имен льзо изо- овыГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт ядерной энергетики АН Б(56) Диссоциирующие газы как теплоноли и рабочие тела энергетических усвок. Сборник научных трудов. Минск,с, 69-73.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕКТИ (57) Изобретение относится к м ному оборудованию и может бы вано в химической техн экспериментальных установках бретения - упрощение эксплуат шение надежности работы устройства. Устройство содержит ректификационную колонну 1, куб 2 и уровнемер 3 типа "водомерное стекло", размещенные один в другом сосуды 4 и 5, соединенные в верхней части между собой и с уровнемером 3. Нижняя часть наружного сосуда 4 соединена с кубом 2 через соединительную трубку уровнемера 3, Верхняя кромка внутреннего сосуда 5 размещена на уровне осевой линии патрубка 13, соединяющего сосуда с верхней частью уровнемера. Во внутреннюю полость сосудов 4 и 5 вставлен снабженный теплообменником 14 патрубок 6, один конец которого размещен с зазором к донышку сосуда 5, а второй конец патрубка соединен с выходом пара из колонны 1. 1 ил.5 10 5055 Изобретение относится к массообменному оборудованию и может быть использовано как в химической технологии, так и в экспериментальных установках.Целью изобретения является упрощение эксплуатации и повышение надежности в работе,На чертеже изображено устройство для ректификации, продольный разрез,Устройство содержит соединенные между собой ректификационную колонну 1, куб 2, уровнемер 3, дополнительные сосуды 4 и 5, вставленные один в другой. В сосуды вмонтирован патрубок 6 так, что его нижний конец размещен вблизи донышка сосуда 5, Наружный сосуд 4 в нижней части соединен трубкой 7 с патрубком уровнемера 3 в его нижней части. Куб 2 снабжен нагревателем 8, Вентили 9, 10 и 11 служат для отключения системы измерения уровня от куба 2 и колонны 1. По выходному патрубку 12 пар уходит на конденсацию, Верхняя кромка сосуда 5 размещена на уровне осевой линии патрубка 13, соединяющего сосуды 4 и 5 с уровнемером 3 и кубом 2,Патрубок 6 снабжен теплообменником 14.Устройство работает следующим образом,При разгонке смеси (например, раствора окиси азота в жидкой четырехокиси азота, содержащего азотную кислоту или другие примеси) в кубе 2 в последнем (и в уровнемере 3) устанавливается какой-то уровень жидкости, При этом в начальный момент работы устройства в уровнемере 3 (как и в кубе 2) жидкость и пары будут иметь одинаковый цвет (желтый) и линия раздела в уровнемере будет слабо видна.Одновременно с этим будет и слабый расход конденсата через патрубок с вентилем 9 (по крайней мере до полного заполнения конденсатом сосуда 5). Затем при открытом вентиле 11 на трубке и теплообменнике 14 будет идти конденсация паров на выходе из колонны 1 и происходит накопление в сосуде 5 до его полного заполнения, Затем часть конденсата будет поступать в уровнемер 3 и подкрашивать жидкость в уровнемере в зеленый цвет, что резко увеличивает контрастность линии раздела фаз в уровнемере, Со временем вся жидкость в уровнемере вытесняется конденсатом из сосуда 5 (заменяется этим конденсатом). Зеленый (или даже темно-зеленый, зависит от содержания окиси азота в жидкости) цвет конденсата обусловлен наличием в нем растворенной окиси азота (в кубе колонны она отсутствует).В сосуде 5 уровень жидкости не может подняться выше осевой линии патрубка 13,15 20 25 30 35 40 45 так как кромка открытого в верхней части сосуда 5 размещена на уровне осевой линии патрубка 13. Это обеспечивает нормальную работу уровнемера, Если верхняя кромка сосуда 5 будет выше осевой линии патрубка 13, уровнемер может "захлебнуться" (по причине образования пэро-жидкостной пробки в его канале), и в этом случае предложенное решение может оказаться даже хуже прототипа. Нецелесообразно также размещать верхнюю кромку сосуда 5 ниже осевой линии патрубка 13, так как в этом случае из-за пониженного расхода конденсата через уровнемер эффект затемнения жидкости в нем может ослабевать. Избыточный конденсат из сосуда 5 через верхнюю кромку удаляется в сосуд 4, а из него - в нижний соединительный патрубок уровнемера 3 и куба 2, Через этот патрубок проходит весь конденсат-ректификат (конденсируется пар на выходе из колонны, т,е, после ректификации). Это дает возможность очень чистой жидкостью(конденсатом-ректификатом) интенсивно (за счет увеличенной поверхности конденсации на патрубке 6 и в теплообменнике 14) промывать патрубок с вентилем 9, что исключает(или, по крайней мере намного снижает вероятность) закупорки нижней части уровнемера 3 продуктами загрязнения кубового остатка. При этом патрубок 6 вставлен в сосуд 5 непосредственно вблизи его донышка (т.е. под уровень жидкости в сосуде 5), Это дает возможность при резких изменениях скорости пара через колонну 1 (т,е, резких изменениях перепада давления на ней) исключить прорыв паров из куба 2 через вентиль 10, патрубок 12, патрубок 6, теплообменник 14 и на выход через патрубок 12, Этому будет препятствовать наличие жидкости в сосуде 5. В противном случае (при другой установке патрубка 6) пары из куба 2 могут выходить в целевой продукт (т.е. на выход колонны), что делает надежность работы устройства хуже, чем прототипа (и даже аналога). Можно рекомендовать (из условий гарантированной работы гидрозатвора) размерысосуда 5, патрубка 6 и теплообменника 14выбирать из условияЧ = Чт+(б ЛР,где Ч - объем сосуда 5, см;Ч - обьем теплообменника 14, см;з,б - внутренний диаметр патрубка 6, см;Л Р - критический перепад ("захлебывания") давления в колонне 1, см. ст, жидкости,1637822 Составитель С,БарановаТехред М,Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор М.Бандура Заказ 884 Тираж 428 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Например, как показала практика работы с нитрином, при обьеме теплообменника 200 см,з диаметре патрубка б = 5 мм и высоте столба жидкости (перепада Л Р), равной 250 см, объем сосуда Ч = 200+ 250 0,5 = 325 см, 5Таким образом, предложенное устройство просто в эксплуатации надежно в работе, так как в этом случае практически исключается закупорка нижнего патрубка 10 уровнемера (верхний практически никогда не закупоривается) за счет того, что он постоянно при работе устройства промывается конденсатом-ректификатом. Надежная работа уровнемера исключает выход из строя 15 всего устройства для ректификации, так как нет в этом случае условий для переполнения куба или его опорожнения по причине недостоверных показаний уровнемера. Это особенно важно в случае применения 20 устройства для ректификации в энергетических установках,Формула изобретения Устройство для ректификации, содержащее соединенные между собой ректификационную колонну с входными и выходными патрубками для фаз, куб с уровнемером типа "водомерное стекло", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения эксплуатации и повышения надежности, оно снабжено патрубком с теплообменником, размещенными один в другом сосудами, соединенными верхними полостями патрубками между собой и патрубком с уровнемером, при этом нижняя часть наружного сосуда соединена с кубом через соединительную трубку уровнемера, а верхняя кромка внутреннего сосуда размещена на уровне осевой линии патрубка, соединяющего сосуды с верхней частью уровнемера, патрубок с теплообменником размещен во.внутреннем сосуде, один конец которого расположен с зазором к донышку сосуда, а другой - соединен с выходным патрубком для пара колонны,