Устройство для разделения газов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 081278 (21) 2695018/23-26с присоединением заявки йО(23) Приоритет -Опубликовано 300980, Бюллетень М 36 В 01 0 5/00 Государственный комитет СССР по делам нзобретеннй и открытий.52(088.8) Дата опубликования описания 300980(72) Авторы изобретения А.И. Кулибаба и Г,ф. Бакланов Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ 30 Изобретение относится к устройствам для разделения газов путем их конденсации, в частности к устройствам для отделения паров сублимируе 5 мых веществ путем их высажцения в производстве полиамидов,Известно устройство для отделения от парогазовой смеси паров соков путем их конденсации на охлаждаемых тарелках с последующим поглощением абсорбционной жидкостью. Это устройство включает вертикальный корпус с рубашкой, проходящую по его оси теплообменную трубу, на которой закреплены перфорированные тарелки, и патрубки входа и выхода для парогазовой смеси, абсорбционной жидкости и охлаждающего средства, Вопрос очистки рабочих тарелок может быть решен за счет периодического пропускания через теплообменную трубу горячего теплоносителя 1. Недостатком укаэанного устройства является то, что оно не обеспечивает 25 высокой степени разделения парогазовой смеси за счет того, что сечение по которому движется разделяемая смесь остается постоянным на всем пути ее движения, а концентрация конденсируемого компонента в парогавовой смеси падает, Это приводит к неполному отделению конденсируемого компонента и уносу его со смесью,т,е. потере, а следовательно к недостаточНо высокой эффективности работы устройства. Особенно существенно это сказывается в тех случаях, когда по условиям технологии нежелателен контакт конденсируемых паров с жидкостью например в производстве полиамидов недопустим контакт конденсируемого и возвращаемого в реактор мономера с водой и другими жидкостями, процесс разделения парогазовой смеси осуществляется в устройстве только эа счет конденсации паров на тарелках, охлаждаемых эа счет центральной трубы и наружной рубашки,Цель изобретения - устранение укаэанного недостатка и создание устройства, обеспечивающего повышение эффективности процесса разделения газов. Цель достигается тем, что в устройстве для разделения газов путем их конденсации, содержащем вертикальный корпус с рубашкой и проходящую по его оси теплообменнув трубу с закрепленными на ней перфорированнымитарелками, согласно изобретению, тарелки на теплообменной трубе установлены наклонно, причем кажцые двесоседние тарелки наклонены в противоположные стороны и имеют на нижележащих периферийных краях сегментные вырезы для прохода газа, размер которых уменьшается снизу вверх.Целесообразно при этом, чтобы размеры отверстий в перфорированных тарелках также уменьшались снизу вверх,чтобы на нижнем конце теплообменнойтрубы был установлен конический рассекатель потока, а в верхней частикорпуса была установлена сетчатаяфильтрующая перегородка, опирающаясяна спиральный змеевик, сообщающийсяс теплообменной трубой.Это устройство имеет следующиепреимущества: обеспечиваются наилучшие условия для практически полногоотделения одного продукта от другогоза счет того, что проходное сечениепо мере подъема парогазовой смесиуменьшается (уменьшается размер сек.торных вырезов и диаметр отверстийв тарелках); процесс разделения парогазовой смеси может проводитьсябез жидкого компонента, т.е". расширяются возможности использования впроцессе производства полиамидов,ведение процесса без жидкого компонента позволяет исключить применениенасосов для подачи жидкости и системы регенерации, исключается дополнительный расход электроэнергии, т.е.повышается эффективность работы устройства в целом, упрощается изготовление и обслуживание устройства.На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез, на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4разрез В-В на фиг, 1,Устройство включает вертикальный корпус 1 с коническим днищем 2 и крышкой 3. Корпус имеет рубашки 4 и 5 со штуцерами б ввода и 7 вывода охлаждающего агента и штуцеры 8 ввода и 9 вывода парогазовой смеси.По оси корпуса проходит центральная теплообменная труба 10, внутри которой помещена труба 11. В нижней части труба 10 снабжена коническим рассекателем 12 потока. Внутренняя труба 11 сообщается со спиральным змеевиком 13, помещенным в верхней части корпуса. На змеевик 13 опирается сет чатая фильтрующая перегородка 14. Для подвода и отвода охлаждающего агента к трубам 10 и 11 и змеевику 13 служат штуцеры 15 и 16. На тепло- обменной трубе 12 закреплены наклонно перфорированные тарелки 17, при этом каждые две соседние тарелки наклонены в противоположные стороны и на своих нижележащих краях имеют сегментные вырезы 18, Размеры сегментных вырезов и размеры отверстиИв тарелках уменьшаются снизу вверх,тем самым уменьшается и суммарная величина прохода для газа. Сегментныевырезы на каждых двух соседних дисках расположены на противоположныхсторонах, что создает лабиринт. длядвижения парогазовой смеси и исключает ее .прямой проскок.Устройство работает следующим образом,В теплообменную трубу 10 и спиральный змеевик 13 подается охлаждающая жидкость. Поступающая через штуцер 8 парогазовая смесь дробится ираспределяется по сечению аппаратапосредством конического охлажцающего рассекателя 12. Часть парогаэового потока проходит сквозь отверстияв нижней перфорированной тарелке 17, .и при контакте с холодной поверхностью тарелки на ней конденсируетсясублимируемый продукт. Другая частьпотока через сегментный вырез 18 попадает в пространство над тарелкой,где также разделяется, при этом парогазовая смесь контактирует с холодной поверхностью корпуса 1, теплообменной трубой 10 и нижней поверхностью следующей тарелки 17, Частьпарогазовой смеси проходит сквозьотверстия в тарелке, а часть - огибает ее, проходя в сегментный вырез 18под третью тарелку. Таким образом,поток парогазовой смеси, поднимаясьвверх, совершает волнообразное движение, многократно изменяя скоростьи направление движения, что способствует быстрому охлаждению потока иконденсации на поверхностях тарелокотделяемого продукта. Наклон тарелоки отверстия в них обеспечивает дробление и турбулизациЮ потоков. Отделение остаточного продукта от газа происходит на сетчатой перегородке 14,охлаждаемой змеевиком 13.Очистку устройства осуществляют путем пропускания через теплообменную трубу 10, спиральный змеевик 13 и рубашки 4 и 5 греющего пара, Поверхности контакта, нагреваясь, способствуют оплавлению твердого сконденсированного продукта, который стекает вниз и удаляется из устройства, например, возвращается в реактор.Формула изобретения1. Устройство для разделения газов конденсацией, включающее вертикальный корпус и теплообменную трубу расположенную по его оси, с внутренней трубой и закрепленными на ней перфорированными тарелками, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения эффективности работы устройства, за счет повышения степени раэ 766611деления парогазовой смеси, тарелки выполнены с сегментными вырезами, уменьшающимися по высоте снизу вверх,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что тарелки установлены .наклонно, причем каждые две соседние тарелки наклонены в противоположные стороны.3. Устройство по п. 1-2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сегментные вырезы выполнены на нижележащих 10 краях тарелок.4. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что нижний конец теплообменной трубы снабжен коническим рассекателем газового потока.5. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабУ 4 5 жено змеевиком, расположенным в верхней части корпуса и сообщающимся с внутренней трубой и сетчатой фильтрующей перегородкой, расположенной на змеевике.6. Устройство по п. 1, о т л и " ч а ю щ е е с я тем,что оно снабжено теплообменной рубашкой.7, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия тарелок выполнены с различным диаметром, уменьшающимся по высоте аппара-. та снизу вверх. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ Р 1070594,кл. 12 а 6, 25.05.60 (прототип).766611 Составитель И. Неовальчук Техред Ж.Кастелев ева Редан тор Е. Папп одписно ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фили каз 6937/1 Тираж 809 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.