Роторная колонна

;ъ 14 таЯ 1 ф Г ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоватсккиСоциалистическимРеспублик713002(23) Приоритет ао аеаем изобретений и открытий(54) РОТОРНАЯ КОЛОННА Изобретение относится к устройствамдля осуществления контакта межлу газом и жидкостью и может быть использо.- вано для проведения массообмена между газом и пленкой жидкос и, в частности при вакуумной ректификацеи.Известна роторная колонна, содержащая вертикальный корпус, расположенный по оси корпуса вал,закрепленные на валу контактные ступени и устройства для подачи жидкости на ступени. Кон 1 о тактные ступени выполнены .в видо отбортованных концентрических обечаек, расположенных соосно валу и снабженных отверстиями для перетока жщкости 1.Однако для этой колонны характерны слишком большой периметр орошения контактной ступени (равный периметру обечайки) и неравнодоступность различных участков контактной ступени для орошающей жидкости. При вакуумной ректификации, когда количество оров ающей жидкости сравнительно невелико, рабочая поверхность контактной ступени оро шается не полностью и КПД ступени ре- ко снижается.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является роторная колонна, содержащая вертикальный корпус, расположенный по оси корпуса вал, закрепленные на валу контактные ступени, выполненные в виде расходящейся от вала спирали с зазорами между витками, и уст ройствами для подачи жидкости на контактные ступени 12.Недостатком этой колонны является ограниченная эффективность массообмена иэ-за отсутствия дополнительной турбулизации в газовой фазе на входе в зазоры между витками спирали и наличие брызгоуноса при больших скоростях газа вследствие того, что расстояние между верхними торцами спирали меньше вели чины зазора между соседними витками спирали. При этом газовый поток на выходе из зазора имеет несколько большую скорость, чем в самом зазоре, гдеосуществляется контакт между газом ипленкой жидкости.11 елью изобретения является интенсификация массообмена и уменьшение брызгоуносв жидкости,Указанная цель достигается тем, чтов роторной колонне, содержащей вертикальный корпус, рвспопоженный по оси корпуса ввл, закрепленные на валу контактные ступени, выполненные в виде расходящейся от вала спирали с зазорами междувитками и устройства для подачи жидкости на контактные ступени торпы спиралей смещены и их кромки отогнуты навстречу друг к другу. Кроме того, каждаяконтактны ступень снабжена закрепленнойна валу распределительной втулкой, а устройство для подачи жидкости выполненОв виде наклонного рециркуляционного трубопровода, соединяю 1 пего соседние контактФные ступени.При таком исполнении колонны шириназазора между соседними виткаи спирализначительно превышает расстояниемежду нижними торцами спирали, а последнее расстояние значительно меньшерасстояния между верхними торцами спирали, Благодаря этому газовый поток входит в зазор в виде тонкой скоростнойструи, что приводит к дополнитепьнойтурбулизации газового потока и, как следствие, к интенсификации массообменв между газом и пленкой жидкости. На выходегаэсвого потока из зазора скоростьгаза снижается благодаря тому, чторасстояние между верхними торцами спирали значительно превышает расстояниемежду нижними торцами спирали,В итоге брыэгоунос в копонне уменьшается, поскольку центробежные силытем эффективнее осаждают из пара случайно захваченные капли жидкости, чемниже линейная скорость пара на выходеиз зазора,На чертеже изображена предпвгаемаяроторнвя колонна, продольный разрез.Колоннаг включает вертикалыпяй ципипдрический корпус 1, снабженный кольцевыми карманами 2, разделеннымидвумя внутренними поперечными перегородками 3 на два отсека, имеющих поодному отверстию 4 для стока жидкости,Под отверстиями 4 кольцевых карманов2 рвспопожены наклонный передивнойпоток 5 и наклонный рециркупяционныйтрубопрсвод 6 для подвода жидкости отпери 5 ерии к центру колонны. На валу 7уствнсвлены контактные ступени, включающие одно или многозаходные спирали 8 с отбортоввнными одна навстречудругой боковыми кромками и центральныераспределительные втулки 9. Втулки 9связаны радиальными ребрами 10 со спиралями 8, а ребра 11 - с посадочнымивтулками 12. Внутренняя полость распрцелительной втулки 9 перекрыта поперечной перегородкой 13, не касающейся 10 ее стенок.Особенностью предлагаемой колонныявл.яется то, что торцы 14 и 15 спиралей 8 смещены по отношению друг к другу . При этом контактная ступень име 15 эт форму чаши и каждый последующийвиток спирапи 8 расположен выше пре.дыдущаго.Расстояние между верхнимиторцами 14 спирали 8 значительно больше расстояния между нижними торцами 20 15, в поспеднее расстояние меньше ширины зазора 16 между соседними витками спирали 8. Благодаря этому создаются условия для дополнительной турбупицации газового потока на входе в зазор 16, что должно привести к интенсификации массообменв. В то же времяуменьшение скорости газовой фазы навыходе иэ зазора 16 должно благоприят- ствсвать ссаждению из нее захваче нныхбрызг жидкости,Нижний конец наклонного рециркуця-.ционного трубопровода 6 заведен во внутреннюю полость распределительнсй втупки 9, что должно обеспечить рециркудяцию жидкости нв контактной ступени.При вращении спиралей 8 вместе с валом 7 жидкость под действием центробежных сип течет вдоль спиралей 8 внаправлении от оси к периферии колонны.О периферийного конца спиралей 8 жидкость сбрасывается нв стенки корпуса 1 исобирается затем в кармане 2. Из кармана 2 жидкость через переливкой лоток5 стекает нв нижележащую контактнуюступень, а через наклонный рециркуляционный трубопровод 6 возвращается наисходную ступень.Газ движется в колонне снизу вверх,проходит через зазоры 16 между виткамиспиралей Я, контактируя с пленкой жидкостии,Благодари смещению торцов спиралей 55 по отношению друг к другу и их распоппоженив в виде чаши повышается КПДконтактной ступени и уменьшается брыз- ГОУНОСа713002 й б Ю 14 Составитель А, Тара Те ед С. Мигунова едакто М. К о М. Ш оши Подписное Тираж 706 енного комитета етений и открытий Ж, Раушская Заказ 45 15/ ВНИИПИ Государс по делам изоб113035, Москва,4/5 ктная, 4 ал ППП фПатент", г, Ужгород,5Формула изобретения 1. Роторны колонна, содержащая вертикальный корпус, расположенный по оси корпуса вал, закрепленные на валу контактные ступени, ыполненные в виде расходяшейся от вала спирали с зазорам г между витками, и устройства для подачи жидкости на контактные ступени, о тл и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью интенсификации массообмена и уменьшения брызгоуноса жидкости торцы спиралей смещены и их кромки отогнуты навстречу друг к другу Ф2. Колонна. по и. 1, о т л и ч ею ш а я с я тем, что каждая контактнаяступень снабжена закрепленной на валураспределительной втулкой, а устройстводля подачи жидкости выполнено в виденаклонного рециркуляционного трубопровода, соединяюшего соседние контактныестпени.ИС 1 очники информашщ,1 О принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМц 537685, кл. В 013 3/30, 1975,2, Авторское свиде 1 ельство СССР