Массообменная колонна вихревого типа

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕМ ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования опысання 14.07,77 1 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Е, М, Володько и Г, И. Березин Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол(54) МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА ВИХРЕВОГО ТИПА Изобретение относится к массообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтеперерабатываюшей, пишевой и других отраслях промышленности для проведения массообменных процессов с боль шими удельными потоками по газу (6 м/сек) при относительно высоких нагрузках по жидэ акости (15 м /м час), в особенности для очистки газовых выбросов промышленных производств от различных загрязнений, в 10 частности для очистки воздуха от паров капролактама.Известна массообменная колонна, включакьшая корпус с размешенными по высоте контактными устройствами и сепарационными 15 камерами. В этой колонне сепарационная камера образована стенкой корпуса и установленным концентрично корпусу перфорированным цилиндром меньшего диаметра. Вихревой спирально-винтовой поток после контактных устройств отбрасывается на стенку перфорированного ци индра, при этом жидкость сепарируется и проникает через отверстия в сепарационную камеру, откуда струйками стекает на последуюшее контактное устрой ство. Эта камера малопроизводительная, так как не обеспечивает в достаточной степени отделения жидкости при повышенных скоростях газожидкостного потока (более 3-3,5 м/сек), Объясняется это тем, что жидкость, отсепарированная на стенки цилиндра, перетекает через отверстия в сепарационную камеру и стекает сплошной пленкой по поверхности цилиндра, перекрывая отверстия и увеличивая тем самым их гидравлическое сопротивление. Это препятствует перетеканию вновь отсепарированной жидкости в сепарационную камеру и способствует ее накапливанию на стенке цилиндра в виде кольцеобразноциркулируюшей пленки, что приводит при определенной толшине ее к срыву жидкости и брызгоуносу.Известна массообменная колонна вихревого типа, включаюшая корпус с размещенными по высоте контактными устройствами и сепарационными камерами, образованными внутренней стенкой корпуса и рядом вертикально устаноМеиных пластин, Пластины прямоугольной формы расположены по касатьльной к газожидкостному потоку. Газожид560624 костный поток легко попадает в сепарацион ные камеры мгновенно тормозится в них,при этом жидкость сепарируется и стекаетвниз, Однако производительность колонны,снабженной сепарационными камерами,;низкая, так как при скорости потока в полномсечении колонны 3,5-4 м/сек в сепарационных камерах образуются местные вихри,вызывающие вторичный брыэгоунос жидкости.Кроме того, сепарационные камеры эанимают 1 Означительную площадь сечения колонны иповышают местную скорость потока, что также приводит к увеличению брызгоуноса, асами пластины являются дополнительнымгидравлическим сопротивлением, что требует 1 бповышенных энергозатрат,Цель изобретения - повышение производительности массообменнойколонны по газу,и жидкости за счет интенсификации сепарацийи снижения брызгоуноса, Это достигается 20тем, что в предлагаемой масообменной колонне пластины выполнены с В - образноизогнутым профилем, частично перекрываютдруг друга и расположены друг от друга с.зазором, образуя шелевой канал, сообщаюший внутреннюю полость камеры с полостьюколонны,На фиг. 1 показана массообменная колонна вихревого типа, продольный разрез; наЖиг. 2 - разрез А-А фиг, 1, .ЗОМ ассообменная колонна включает цилиндриэский корпус 1 с размещенными по высотеконтактными устройствами 2 и сепарационными камерами 3, Устройство 2 состоит изперегородки 4 с отверстием 5 в центре и 5завихрителей 6, представляющих собой пластины 7, изогнутые по спирали Архимеда ивертикально установленные на перегородкеНа кромке каждой пластины 7, обращен 40ной к центру расположены камеры 8 чечевицеобразной формы с шелевыми отверстиями 9 на внешней стороне. Камеры 8 соединены с коллектором 10 трубками 11, который, в свою очередь сообщен посредством фпереливных патрубков 12 с предыдущейперегородкой 4.Сепарационные камеры 3 образованыкорпусом 1 и рядом вертикально установленных пластин 13, Пластины 13 имеют Яобразно изогнутый профиль и установленытак, что частично перекрывают друг другаи отстоят друг от друга с зазором, образуя щелевой канал 14, сообщающий внутреннюю полость камеры 3 с полостью колон.ны.Массообменнаяколонна работает следукщнм образом.Воздух, например, с парами капролактама подается снизу вверх, проходит через 4центральное отверстие 5 перегородки 4 инаправляется в каналы завихрителей 6контактного устройства 2 с большой скоростью. Вследствие этого происходит инжектирование жидкости-.из щелей камеры 8. Жидкость в камеру 8 поступает с вышележащейэепарационной камеры через переливныепатрубки 12, коллектор 10 и трубки 11,При взаимодействии газа с жидкостьюобразуется спирально-винтовой газожидкостный поток, который, подвергаясь многскратным ударом о пластины 7, обновляетповерхность контакта и продвигается к периферии контактного устройства, Далее спирально-винтовое движение потока происходит в.,пространстве между завищатеЛями 6и камерами 3, где скорость потока уменьшается из-за увеличения проходного сечения,Благодаря этому капли укрупняются и интенсивно перемещаются в поле центробежныхсил к периферии потока с последующей сепарацией в виде пленки жидкости на поверхности пластин 13; по которым пленка перемешается в направлении движения потока довстречи с шелевым каналом,Попадая в щелевые каналы, жидкость и увлекаемый с нею газовый поток проходит и-камеры 3, где теряет скорость. При этом жидкость стекает по стенкам камер вниз на перегородку 4, а затем по переливным патрубкам 12 в коллектор 10, а гаэ поднимается вверх, на следующее контактное устройство. ф .Б "- образно изогнутый профиль пластин 13 и их установка таким образом, что они перекрывают друг друга и отстоят друг от друга с зазором, позволяет получить профилированный шелевой канал, имеющий минимальное гидравлическое сопротивление, который обеспечивает плавный, беэ завихрений вход жидкости в сепарационную камеру 3, а значительный объем сена рационной камеры в сравнении с величиной проходного сечения шелевого канала вызывает эффект дросселирования потока газа, попадающего в сепарационную камеру, В результате поток теряет скорость и не способен вызвать вторичный унос жидкости,Благодаря предложенной конструкции сепарационных камер, способствующих быстрому отделению и отводу жидкости беэ брыз гоуноса, увеличиваются удельные нагрузки по жидкости и газу, и повышается скорость газожидкостного потока до - 6,0 м/сек при сохранении высокой эффективности маосообмена, Это повышает производительност массообменной колонны. Кроме того, небольшое гидравлическое сопротивление сепарационных камер снижает энергозатраты.560624 НИИГ 111 Заказ 1358/1 Филиал ПГ 1 Г 1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5Формула изобретения Массообменная колонна вихревого типа, включающая корпус с размещенными по высоте контактными устройствами и сепарационными камерами, образованными стенкойкорпуса и рядом вертикально установленных %1 пластин, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что,с целью увеличения производительности колонны, пластины выполнены с 8 - образноизогнутым профилем с частичным перекрытием эдна другэй и распэлэжены друг эт друга с зазоромобразуя шелевой канал, сообшаюший внутреннюю полость камеры с полостью колонны,ираж 947 Полписно