Колонна для тепломассообменных процессов

-26 аГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) 1. КОЛОННА ДЛЯ ТЕПЛОМАССО-,ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, включающая корпус, оросительные устройства, каплеуловитель и насадочные элементы, выполненные в виде конусов с завихряющими элементами с глухими вершинми, размещенными горизонтальными 8012470 рядами с образованием между конусами камер для перемешйвания фаз, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения эффективности путеминтенсивного перемешивания, увеличения времени контакта фаз и постоянйого обновления,насадочные элементыснабжены дополнительными конусами,соединенными с основными большимиоснованиями, и опорными решетками,установленными в местах соединенияконусов, а оросительные устройстваустановлены в каждой камере для перемешивания фаз.2. Колонна по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что поверхность конуса выполнена в виде лопаток, расположенных тангенциально к образующей конуса с зазором и перекрытиемотносительно одна другой,15 1. 12470Изобретение относится к насадочным колоннам для проведения тепломассообменных процессов в системахгаз(пар) - жидкость и может бытьиспользовано в нефтеперерабатыва 5ющей, химической и других отрасляхпромышленности,Целью изобретения является интенсификация процессов тепломассообмена путем увеличения турбулизациипотока, времени, контакта фаз и постоянного обновления.На фиг. 1 представлена колонна,продольный разрез.; на фиг. 2 - насадочный элемент, общий вид; нафиг. 3 в , разрез А-А на фиг. 2; нафиг. 4 - расположение насадочныхэлементов в колонне с одинаковымнаправлением движения потоков; нафиг. 5 - то же, с противоположнымнаправлением движения потока; нафиг. 6 - шахматное расположение насадочных элементов.Колонна включает в себя корпус 1,оросительные устройства 2, насадочные элементы 3, установленные в опорных решетках 4 и каплеуловитель 5.Наружные поверхности насадочных элементов 3 вместе с опорными решетками 4 образуют камеры 6 перемешивания,в которых установлены оросители 7.Насадочный элемент 3 состоит издвух дисков 8 и шайбы 9, между которыми размещены лопатки 10, образующие полые конусы - прямой и обратный, соединенные большими основаниями с помощью шайбы 9. Лопатки расположены тангенциально к образующейконусов с зазором и перекрытием между соседними лопатками. В некоторыхслучаях, например, при абсорбции хо 40роша растворимых газов насадочныйэлемент может быть выполнен в видеполых конусов с просечками по образующим конусови отбортовкамив противоположные стороны (внутрь и наружу 45конуса). Направление лопаток можетбыть как по часовой, так и противчасовой стрелки. Комбинацией различных насадочных элементов можно получить спутное (фиг, 4) или противоположное (фиг. 5) движение потоков взоне 6 перемешивания.Расположение на-садочных элементов может быть многорядным (фиг, 4-5) или шахматным(фиг. 6).Первый вариант удобнее в случае необходимости размещения в камерах 6 перемешивания дополнительных оросительных устройств 7 (через прямые 69 2горизонтальные трубы, проходящиечерез все сечение конуса), но болеегабаритен.Второй вариант имеет меньшие габариты,но при этом затрудненподвод жидкости в оросительные устройства 7,В этом случае он может бытьосуществлен, например, через вертикальные трубы, проходящие сквозьопорные решетки 4,В качестве оросительных устройствмогут быть использованы различныефорсунки, в том числе грубого распыла, а в качестве каплеуловителя5 - жалюзийные или центробежные сепараторы.Колонна работает следующим образом,Газ поступает в корпус 1 колонны,проходит через оросительные. устройства 2 и распределяется по насадочнымэлементам 3. Проходя между лопатками10 обратного конуса насадочного элемента 3, газожидкостный поток получает вращательное движение, в результате которого происходит интенсивное перемешивание фаз. При этомкапли жидкости, как наиболее тяжелые, движутся к периферии, пересекая газовый поток, в результатечего происходит интенсивный массообмен.Далее газожидкостный поток попадает в полость прямого конуса насадочного элемента 3, где продолжается процесс интенсивного массообменаи откуда, получив дополнительноезакручивание между лопатками 10верхнего прямого конуса, поступаетв камеры 6 перемешивания, Через оросительные устройства 7 в камеру 6 перемешивання подается свежая жидкостьи в них происходит столкновениезакрученных (в одну или разные стороны) газожидкостных потоков из нескольких насадочных элементов, в результате чего возникает хаотичное,сильно турбулизированное движение фаз,происходит тщательное перемешиваниегаза с жидкостью, дробление капельи обновление поверхности контактафаз, выравнивание их концентрацийпо сечению, а следовательно, достигается интенсификация процессов тепло- и массообмена.Из камер перемешивания первогоряда газ распределяется по насадочным элементам следующего ряда, ипроцессы гидродинамики и массообмена повторяются аналогичным образом,1247 ны. Фиг, А-А 100 иг Интенсификация и полнота процессов массообмена достигается также многоярусностью орошения через оросительные устройства 7, которые размещаются в камерах 6 перемешивания.5Обработанный в насадочной колонне газ очищается от капель жидкости в каплеуловителе 5 и направляется на дальнейшее использование,Таким образом, предлагаемая наса О дочная колонна по сравнению с прототипом, увеличивает эФФективность тепло- и массообмена за счет интенсивного перемешивания взаимодействующих фаз, возрастания времени контакта фаз, обусловленного зигзагообраз 0694ным движением потока в осевом направлении и радиальными перемещениями его при вращении, а также за счет постоянного обновления поверхности контакта фаз, обусловленного дроблением жидкости при столкновении закрученных потоков и дополнительного орошения в камерах перемешивания.Кроме того, в предлагаемом устройстве отсутствуют вращающиеся детали. Эти преимущества имеют особое значение при абсорбции труднорастворимых-газов,т.е. когда необходимы многополочные или многоярусные колон