Массообменный аппарат

ПИС Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКО ФВ т(54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ сом аппарата усложняет конструкцию аппарата и его монтаж.Известен также массообменный аппарат,включающий вертикальный цилиндрическийкорпус с крышкой и днищем, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, направленные меньшими основаниями навстречу друг к другу и отделяющие от корпуса кольцевые зазоры, барботеры и штуцеры 12Известный аппарат имеет следующие недостатки,На выходе газовых пузырей через усеченную вершину большей конусной вставкинаблюдается неравномерное распределениегаза по площади усеченной вершины конусной вставки. Газовые пузыри оказываютсяв большей степени сконцентрированнымивблизи окружности основания усеченной вершины и в меньшей степени по оси аппарата.Аналогичное явление происходит и на выходе газовой фазы из кольцевого зазора,образованного стенкой колонны и большимоснованием меньшей конусной вставки. Вэтом случае концентрация газовых пузырей вблизи окружности основания вставкибольше, чем у стенок аппарата. Причем, с Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов нефтехимической, химической и т. п. технологии, реализуемых на гетерогенных системах жидкость-газ, жидкость-жидкость-газ и т. п. и может быть использовано в нефтехимии.Известен аппарат для проведения массо- обменных процессов в гетерогенной системе газ-суспензия, выполненный в виде вертикальной колонны, в которой на расстоянии друг от друга по высоте аппарата установлены газораспределительные устройства, ре- то диспергирующие газовую фазу. Каждое из газораспределительных устройств собрано из двух полых усеченных конусов, большие основания которых герметично прилегают к стенке колонны, а усеченные вершины (меньшие основания) наглухо соединены с 1 Б тарелкой, перфорированной отверстиями и установленной между ними 11.В известном аппарате объем, заключенный между внешними поверхностями усеченных полых конусных вставок и внутренней поверхностью колонны, исключен из реакционного объема. Кроме того, обеспечение герметичности в местах стыковки боль. ших оснований конусных вставок с корпуртиновский, Г. В. Брой-КаррГ. Федосеев, Б. Л. Ирхин,В. А. Драч747483 Формула изобретения Э 5 40 45 5 О 55 3увеличением диаметра аппарата этот эффект усиливается. Так как промышленные колонны могут иметь диаметр до 10 м, то в таких аппаратах неравномерность распределения газовой фазы в отмеченных зонах может быть весьма значительной. Последнее приводит к ослаблению циркуляционного движения в зонах между вставками, к усилению стесненности газовых пузырей, способствующей увеличению их размеров и соответственно ведущей к уменьшению межфазной поверхности. Все это способствует падению объемных коэффициентов массо- передачи.С целью повышения объемных коэффициентов массопередачи, аппарат снабжен перфорированными горизонтальными дисками, закрепленными на меньших основаниях больших усеченных конусов, и кольцами, закрепленными между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, причем дополнительно аппарат снабжен установленными под дисками и кольцами радиальными пластинами, делящими их на секторные ячейки.На фиг. 1 изображен продольный разрез общего вида аппарата; на фиг. 2 узел А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел Б на фиг. 1. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2 и днища 3, барботеров 4, штуцеров 5, металлических стержней (труб) 6, на которых жестко закреплены конусы 7 перфорированных колец 8 и дисков 9, закрывающих меньшие вершины конусов 7.Для равномерного распределения газа под кольцами и дисками их площадь разбита на секторные ячейки с помощью пластин 1 О, установленных перпендикулярно и герметично к боковым поверхностям усеченных полых конусов и к поверхности колец и дисков.Аппарат работает следующим образом.Газовые пузыри, диспергируемые в жидкость барботером 4, поднимаясь вверх, собираются внутренней боковой поверхностью большего конуса 7 под диском 9. Последнее происходит в основном в силу того, что площадь кольцевого зазора у конуса значительно меньше площади его меньшей вершины, а сам конус опрокинут вершиной вниз. В результате под диском образуется газовая подушка, откуда газ, проходя через отверстия в диске, редиспергируется в следующую зону. Так как диаметр диска меньше диаметра корпуса, то за ним создается неравномерное распределение пузырей по сечению аппарата, что ведет к появлению интенсивной циркуляции жидкости. Газовые пузыри, набегая на усеченную вершину малого конуса, отклоняются к стенке колонны и собираются под кольцевым 8. После редиспергирования газа через отверстия кольца, газовые пузыри относительно равномерно распределены над ним, но их 5 1 О 15 и и ЭО концентрация в центральной части сечения колонны значительно меньше. Это вызывает интенсивную циркуляцию жидкости. но уже с обратным направлением, чем в предыдущей зоне. В результате часть жидкости, проскакивая через диск 9 в нижележащую зону, способствует дополнительному отклонению в этой зоне пузырей к стенке колонны. Затем пузыри вновь собираются под диском. Таким образом, процесс редиспергирования периодически повторяется, то через диск то через кольца.В случае установки пластин наблюдается более равномерное распределение газа под дисками и кольцами и соответственно, более равномерное его редиспергирование через все их отверстия.Предлагаемый аппарат позволяет за счет периодического редиспергирования газовой фазы через отверстия и за счет относительно равномерного распределения пузырей в требуемых сечениях колонны, что ликвидирует локальную стесненность пузырей, как это имеет место в аппарате с конусными вставками без дисков, добиться повышения объемных коэффициентов массопередачи. Кроме того, установка дисков и колец позволяет более строго отделить одну зону смешения от другой и этим дополнительно снизить продольное перемешивание по высоте аппарата.При использовании предлагаемого аппарата, например, в процессе окисления изопропилбензола в производстве фенол-ацетона кумольным методом ожидается увеличение скорости реакции окисления в 1,2 раза и повышения селективности процесса на 2 - 4/О. 1. Массообменный аппарат для проведения гетерогенных процессов, включающий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, расположенные по оси корпуса большие и малые усеянные конусы, направленные меньшими основаниями навстречу друг другу, барботеры и штуцеры, отличающийся тем, что, с целью повышения объемных коэффициентов массопередачи, за счет увеличения поверхности контакта он снабжен перфорированными горизонтальными дисками, закрепленными на меньших основаниях больших усеченных конусов и кольцами, закрепленными между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов.2, Массообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленными под дисками и кольцами радиальными пластинами.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 1. Патент ЧССР88401, кл, 12 д 101.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2527120, 977 (прототип).747483Умед АСоставитель А. Тарасов Редактор Н. Горват Техред К. Шуфрич Корректор В. Синицкая Заказ 4301/1 Тираж 809 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентэ, г. Ужгород, ул, Проектная, 4