Массообменный аппарат

)5 В 01 О 3/28, 5/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1" 2(21) 4901413/26: . ность изобретения: аппарат включает кор- (22 09,01.91пус с многощелевым распределителем жид. (46) 30.12.92, Бюл, М 48 кости и снабжен сеткой из металлического (71) Государственный научно-исследова- и/или полимерного материала, выполнентельский и проектный институт метанола и ной в видеустановленногосооснос зазором продуктов органического синтеза к корпусу аппарата вертикального цилинд- (72) А,Н.Кочергин, П.Ф.Бондарь, О,С.Чехов, ра диаметром 0,9-0,975 диаметра корпуса Г.И.Петров, Р.Ф,Витковская, А.В.Серов аппарата. Аппарат может быть снабжен не- и Л,Я,Терещенко .: - . сколькими сетками, образующими верти- (56) Авторское свидетельство СССР. кальные секции в виде цилиндров или М 511958, кл. В 01 О 3/30, 1974. призм с расположенными вйутри каждой изАвторское свидетельство СССР . них распределителями жидкости. Сетки мо- Ь 1149986, кл. В 01 0 3/00, 1983, гчтсостоятьиздвух слоев, при этом отношение расстояния между слоями сетки к (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ: -" гидравлическому диаметру секции состав- (57) Использование: для проведения тепло- ляет 0,025 - 0,1, а отношение расстояния от массообменных процессов, например рек- сборника жидкости до распределителя жидтификации, абсорбции, конденсации пара и кости к гидравлическому диаметру апдр., в химической, нефтеперерабатываю- парата или секции составляет 0,2-1,0, щей и др. отраслях промышленности. Сущ 3. и, ф-лы, 2 ил. соки ивс вып ния пос барб ност нию пара оодел Изобретение относится к аппаратурному оформлению тепломассообменных процессов, таких как ректификация, абсорбция, конденсация пара, охлаждение парогазовых смесей, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей. и родственных отраслях дромы шлеНности.Известен массообменный аппарат, содержащий секционированные посредством. перегородок тарелки, каждая секция имеет свое переливное устройство, которое выполнено таким образом, что образует вторую зону контакта фаз, при этом перегородки выполнены в виде коробов иэ вязаной сетки. Зтот аппарат обладает достаточно вым гидравлическим сопротивлением, как е тарельчатые аппараты, к тому же сетки олняют лишь функцию секционировав барботажном слое, не принимая нередственного участия в образовании отажного слоя,Наиболее близким по технической сущи и достигаемому эффекту к изобретеявляется устройство для конденсации в, содержащее многощелевой распре- тель жидкости, выполненный в виде но расположенных патрубков с распре- тельными элементами, и расположенпод ним сборник жидкости.1784254 3 4Хотя известйая конструкция и обладает жидкости, в смоченном состоянии малопроневысоким гидравлическим сопротивлени- ницаемадля газа. Приэтом взоне контактаем, ее эффективность недостаточно высока пленок жидкости с газом не образуютсяиэ-за недостаточной поверхности контакта брызги, т,е. сетка экранирует стенки аппа. Фаз. Кроме того, в этом устройстве значите рата от основного потока газовой фазы, блален вторичный унос жидкости вследствие годаря чему исключается образованиесиЛьногокайлеобрэзования,возникающего . вторичйогоуноса,Затемжидкостьпозазопри "ударежидкостных пленок о стенки ап- ру между сеткой 6 и стенкой корпуса 1 аппэпаратэрата стекает вниз, попадает в сборник: м:,Целью изобретения является интенси-: 10 жидкости 5, откуда либо перерэспределяетфикация процесса тепломассообмена за ся в нижнюю часть аппарата, либо выводитсчет образования дополнительной зоны . ся из аппарата. Причем сборник жидкостиконтакта фаз и улучшения условий сепари- может бйть выполней в виде желобчатогорования жидкой фазы,. кайала,повторяющегоформукорпусааппаНа фиг,1 йзображен вертикальный раз рата по периметру(либо форму секции), илирез предлагаемого аппарата, снабженного .его.функцию выполняет нижняя часть самойоднойсеткой; на фиг.2-поперечный разрез сетки (сеток); 8 этом случае, когда аппаратпредлатаемого эпйарата, снабженного не- снабжен несколькими сетками, образующисколькими сетками, состоящими из двух ми йертикальные секции, пленки жидкостислоев., 20.в каждой из них контактируют с газовойМассообменный апйарат Состоит из (паровой) фазой. Если сетки 6 состоят изкорпуса 1 сустановленным по оси"многоще- двух слоев, то жидкость после контакта слевым распределителем жидкости 2, вклю- газом (паром) стекает по зазору между сетчающим несколько соосйо расположенных ками,патрубков 3 с распределительными элемен Таким образом, размещение в корпусетами 4, Под распределителем жидкости 2 аппарата одной илинескольких сеток порасположен сборник жидкости 5, имеющий, зволяет организовать ниже зоны пленочнонапример, кольцевую форму. Внутрй корпу- го контакта дополнительную барботажнуюса 1 аппарата установлена сетка 6, нйжняя зону контакта засчет частичного проходачастькоторой размещенавсборникежидко газа через Орошаемую сетку. Кроме этого;сти, Расстояние между корпусом 1 и сеткой за счет отбора жидкости из зоны контакта6 предпочтительно выполнять постоянным. через полупройицаемую сетку (сетки) искПри большем диаметре аппарата (фиг.2) в лючается вторичныйуносжидкбсти впротиего корпусе целесообразно размещать не- воположность известным конструкциям, всколько сеток 6, которые могут состоять из 35 которых вторичный укос имеет место из-задвух слоев. Образованные в этом случае удараетруйжидкостиидроблениянакаплисеткэмйвертикальйые секции 7 могут иметь о сплошную стенку. При этом предлагае-,форму цилиндров, призм или их комбинэ- мые соотношения раэмеровобеспечиваютции. В каждой из секций 7 имеется свой . оптимальные условия контакта газа(пара)распределитель жидкости 2. При этом опти и жидкости в аппарате, Так, отношение расмальным отношением расстояйия между,"Стояния от сборника жидкости до распреде. слоями сетки к гидравлическому диаметру лйтеля жидкости к гидравлическомуобразованной ею секции является 0,025- диаметру аппарата или секции, равное0,1. Оптимальнымтакже является отноше,2-1,0, определяет количество газа, проние расстояния от сборййка жидкости до 45 ходящего через барботажную зону на вер-.распределителя жидкости к гидравлическо- тикальном участке секции ниже эоныму дйаметру аппарата или секцйи, равное пленочного контакта. При величине соот 0,2-1,0. - : ношения меньше 0,2 барботажная зонаАппэратработаетследующимобразом, настолько мала, что ее наличие никак неЖидкость поступает в многощелевой 50 скажется на увеличении общей эффективно распределитель жидкости 2 и, проходя че-сти аппарата, однакоулучшениеусловийсерез патрубкй 3 и распределительные зле- парирования фаз по сравнению сменты 4, образует в объеме аппарата каскад известными решениями имеет место, Увепрострэнственных плоских струй - кольце- личение соотношения свыше 1,0 приводит квых пленок жидкости, которые в дальней значительному байпасированию газа черезшем контактируют с проходящей в сеткумимозоныпленочногоконтактаиснинаправлении снизу вверх паровой (газовой) жению эффективности контакта фаэ. Диапасмесью, Пленки жидкости затем попадают зон отношений расстояний между слояминэ сетку 6 и, гася свою скорость, проникают сетки к гидравлическому диаметру секции,сквозь нее, сетка, проницэемдя для струй как и отношений диаметра цилиндра к диаметрукорпусааппаратаприотсутствиисек- . В третьей серии экспериментов аппационирования, определяет пропускную рат был разделен сеткой на три секции. Приспособность барботажной зоны контакта, этом в центре каждой секции устанавливалт.е. интенсивнЬсть барботажа на сетке. ся свой распределитель жидкости, обеспе- .При отношении диаметра цилиндра. к 5 чивающий четыре пленки в объеме секции.диаметру корпуса аппарата Оц/О выше Отношение расстояния от сборника жидко 0,975 (или, в случае секционировэния, присти до распределителя жидкости в секцияхотношении расстояния между слоями сеткикгидравлическому диаметру секции составк гидравлическому диаметру секции Ь/Ос ляло 0,5,ниже 0,025) барботэжа практически нет 10вследствие недостаточного сечейия для Ф о р м у л а и э о б р е т е н и япрохода газа в зазоре между сеткой и стен-,камиэппарата или, вслучэесекциойирова, Массообменный аппарат, включаюния, между слоями сетки..: "щий вертикальный корпус и многощелевайПри изменении указанных отношений 15 распределительжидкости, выполненный в(соответственно Оц/О ниже 0,9 и Ь/Ос вы- виде соосно расположенных патрубков сше 0,1) сокращается эона пленочного кон- распределительйыми элементами, и нахотакта и в целом падает эффективность дящийся йод распределителем жидкостиработы аппарата.сборник жидкости, о.т ли ч а ю щ и й с я тем,Работа предлагаемого аппарата в каче что, с целью интенсификации процесса тепстве устройства для конденсации паров во- ломассообмена за счет образования дополды испытывалась на экспериментальной. нительной зоны контакта фаз и улучшенияустановкес колонной диаметром 900 мм. условий их сепарирования, аппарат снабСкорость пара составляла во всех опытах жен сеткой из металлического и/или пол 1,5 м/с, расход воды на орошение ЗО м /ч. 25 имерного материала, выполненной в виде3Были проведены три серии опытов. Во установленного солено с зазором к корпусувсех сериях определялись зависимости из- аппарата вертикального цилиндра, нижняяменения коэффициента теплопередачи от часть которого располОжена в сборникегеометрических параметров аппарата.: жидкости, при этом дйаметр цилиндра со. В первой секции опытов аппарат не был 30 ставляет 0,9-0,975 диаметра корпуса аппасекционирован, в нем испольэовали одйн . рата.распределитель жидкости,.обеспечивающий . 2. Аппарат по п,1, о,т л ич э ю щ и,й с ячетыре пленки жидкости в объеме аппарата. тем, что он снабжен несколькими сеткамиОтношение расстояния от сборника жидко- из металлического и/или полимерного мастидораспределителяжидкостикдиаметру 35 териала, образующими вертикальные секаппарата составляло 0,5, Путем изменения ции в виде цилиндров" и/или призм, сдиаметра цилиндра из полимерной сетки,расположенными внутри каждой из них расвставляемой в аппарат, изменялось отноше-. пределителями жидкости,ние диаметра цилиндра к диаметру апйара, Аппарат по п,2, о т л и ч а ю щ йй с ята Оц/О в диапазоне 0,88-1.0., 4 О тем, что" сетки состоят издвух слоев, при.Во второй серии опытов аппарат также .этом отношение расстоянйя между слоямине секционировэлся и в нем использовался . сетки к гидравлическому Диаметру секциитот же распределитель жидкости. Отноше- составляет 0,025-0,1,ние диаметра цилиндра к диаметру аппвра- . 4, Аппарат по пп 1-3, о т л и ч а ю щ и йта составляло 0,94. Отношение расстояния 45 ся тем;чтоотношениерасстоянияотсборот сборника жидкости до распределителя ника жидкости до распределителя жидкостижидкости к диаметру аппарата и/О изме- к гидравлическому диаметру аппарата илинялось в пределах 0;1-1,2. секции составляет 0,2-1,0.