Массообменная колонна

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски иСоциапистическикРеспубликио делом изобретений и открытий(54) МАССООБИЕННАЯ КОЛОННА Изобретение относится к массообменным колоннам для проведения массообменных процессов, в том числе для ректификации в условиях вакуума трудно- разделяемых и термически нестойких продуктов и их смесей, например капро лактама, продуктов окисления циклододекана и т. д.Известна роторная массообменная колонна, состоящая из вертикальноготО корпуса, вала с установленными на нем массообменными ступенями в виде удлиненных отбортованных пластин, закрученных вокруг вала по спирали, и пе- реточных устройств Г 11.15Недостаток этой колонны - неполное смачивание жидкостью поверхностей пластин, так как жидкость, направляемая под действием центробежных сил от центра к периферии, течет не в виде пленки, а, по крайней мере, частично в виде струй вблизи отбортовок, что приводит к снижению эффективности массо- обмена в пределах одной ступени,2Известна пленочная роторная колонна, состоящая из вертикального цилидрического корпуса с соосно размещенным внутри его валом, на котором имеются контактные ступени, каждая из которых состоит из распределителя жидкости, набора коаксиальных перфорированных цилиндров, имеющих отбортовку сверху и снизу, кольцевого сборника и лотков.При работе жидкость под действием центробежных сил поступает из распределителя на внутреннюю поверхность первого (наименьшего) цилиндра в верхнюю его часть в виде тонкой пленки, спускается вниз до прорезей, расположенных на границе с нижней отбортовкой. Через эти прорези попадает на соседний цилиндр, на котором прорези выполнены в верхней части, поднимается вверх, выбрасывается на следующий цилиндр и т, д. С последнего (наружного) цилиндра жидкость собирается в кольцевой сборник, откуда поступа882538и усеченных конусов 6 и распределительное устройство 7,Колонна работает следующим образом,Газ (пар) поступает на вращающуюсяконтактную ступень снизу, проходит через зазоры между обечайками, где вступает в контакт с жидкостью, котораяиз кольцевого сборника по лотку попадается в распределительное устройст 1 О во. Затем она поступает на первуюцилиндрическую обечайку, растекаетсяпо ее внутренней поверхности и черезотверстия снизу сбрасывается на коническую обечайку и смачивает ее, Далее1 у под действием центробежной силы онаподнимается до отверстий и сбрасывается снова на цилиндрическую обечайку.Таким образом, жидкость в виде тонкойпленки смачивает всю контактную по.ы о верхность ступени, сбрасывается с неев кольцевой сборник корпуса, откудапо лотку поступает на следующую ступень и т. д.При подъеме жидкости по конусу центробежная сила разлагается на составляющие непосредственно на коническойповерхности, а пленка течет параллельно образующей и отсутствуют отстойныеучастки.Путем изменения угла подъема конических обечаек можно установить одинаковые скорости движения пленки навсех обечайках. Так как по мере удаления от оси колонны центробежная силавозрастает, указанную цель можно до3стигнуть постепенным уменьшением углаподъема конических обечаек.в-Таким образом, сочетание чередующихся цилиндрических и конических обечаек делает контактные ступени более40эффективными, снижает их гидравлическое сопротивление, сокращает времяпребывания жидкости на них и уменьшаетх, скорость вращения вала,ет в распределитель нижерасположеннойступени, где путь движения жидкостиповторяется 21,Недостатками известной колонны являются недостаточная эффективностьмассообмена, относительно высокое сопротивление контактных ступеней изначительное время пребываний жидкойфазы в аппарате.Это объясняется тем, что в подьемных цилиндрах характерно слоистоетечение жидкости и при подаче жидкости сначала образуется неподвижныйслой на поверхностях этих цилиндров,при этом свободная поверхность этогослоя имеет форму параболоида вращенияи движение пленки жидкости происходитпараллельно этой поверхности. В результате такого сложного характерадвижения кольцевой зазор, образованньдвумя соседними цилиндрами, сужаетсяу нижней отбортовки, что приводит квозрастанию гидравлического сопротивления ступени, В застойных зонах непроисходит обновления жидкости, чтоснижает эффективность массообмена иограничивает область применения аппарата для термически нестойких термолабильных продуктов, так как в результате. длительного пребывания на ступе,нях возникает опасность их термического разложения,Кроме того, недостатком являетсяотносительно высокая скорость вращения вала, что определяется низкойспособностью удерживать жидкость отпровала подъемными обечайками.Цель изобретения - снижение гиДралического сопротивления и сокращениевремени пребывания термолабильных веществ в колонне.Поставленная цель достигается темчто контактные ступени снабжены направленными большими основаниями вверконическими обечайками с отбортовками,при этом конические обечайки располо 43жены между цилиндрическими и переточные отверстия в них выполнены в верхних частях.На фиг, 1 изображена колонна, продольный разрез; на фиг, 2 - элементконтактной ступени.Массообменная колонна включает цилиндрический корпус 1 с кольцевымисборниками 2 и переливными лотками 3,по оси которого установлен вал 4 с ффконтактными ступенями. Контактные сту", пени содержат отбортованные перфори"рованные обечайки в виде цилиндров 5 Эксйериментальные данные, полученные на модели массообменной колонны 4 500 мм при десорбции СО, показали, что гидравлическое сопротивление контактных ступеней в сравчении с известными снизилось на 15-20 ., КПД ступеней возрос в среднем на 20-25, а время пребывания жидкости в колонне уменьшилось на 30 . Это привело к повышению эффективности аппарата,Экономический эффект от применения изобретения в производстве капролактама составит 250 тыс. руС, в год,882538 ЪОл п 03 дйчаЗЮГА/АюлУ Составитель С. БарановаКацалап Техред И, Гайду Корре Огар едактор Подписное комитета ССС и открытий ая наб., даж 709 сударст ам изоба, Ж-З аказ 10033/6 но ВНИИПИ Го по дел 13035, Москв4/5 ал ППП ."Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Формула изобретенияМассообменная колонна, содержащая корпус с кольцевыми сборниками и переливными лотками, по оси которой размещен вал с контактными ступенями, вы полненными в виде коаксиально установленных цилиндрических обечаек с отбортовками и переточными отверстиями, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления и уменьшения времени пребывания термолабильных веществ в колонне, контактные ступени снабжены направленными большими основаниями вверхконическими обечайками с отбортовками, при этом конические обечайки расположены между цилиндрическими и переточные отверстия в них выполнены вверхних частях. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ф 203621, кл. В 01 О 3/30, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР В 537685, кл. В О О 3/30, 1975.