Насадочная колонна

(19) Ш) ГО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Инушкин,атов титут ельство ССО, 1978,КОЛОННА,ный на секгородкамиа жидкостиодках пере АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ)ТИЙ(54)(57) 1. НАСАДОЧНАЯимеющая корпус, разделеции горизонтальными перс отверстиями для прохоустановленные на перего(51) В 01 Р 3/20; В 01 Р точные устройства с гидрозатворами, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью увеличения эффектйвноти тепломассообмена секции путеммногократного контактирования массообменивающихся фаз, она снабженаустановленными на расстоянии от копуса вертикальными глухими перегородками, верхняя часть которыхсоединена с горизонтальной перегорокой с гидрозатвором вышележащейсекции, а нижняя часть: - с горизонтальной перегородкой, размещенной под горизонтальной перегородкос гидрозатвором нижележащей секции1029973 2, Колонна по п. 1, о т л и ч а" ю щ а я с я тем, что вертикальные перегородки выполнены в виде коаксиальных цилиндров.Изобретение относится к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар)жидкость, в частности ректификациии адсорбции, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, газовой и пищевой промышленности.Известна насадочная колонна,имеющая корпус, разделенный"на газопроницаемые секции с горизонтальными перегородками с отверстиямидля прохода жидкости и установленные на них переточные устройства сгидроэатворами 1 .Недостатками данной конструкции 15являются ограниченная эффективностьмассообмена, определяемая временемконтакта фаз в секции насадки,нерациональное использование большого объема колонны для распределе Ония жидкости по насадке с помощьюгидроэатворов и неравномерностьорошения насадки из-эа ограниченного числа распределителей жидкости.Целью изобретения является увеличение эффективности тепломассообмена секции путем многократногоконтактирования массообменивающихся. фаз, обеспечивающего состояние,.близкое к равновесномуПоставленная цель достигаетсятем, что насадочная колонна, имеющая корпус, разделенный на секции. горизонтальными перегородками сотверстиями для прохода жидкости,и установленные на них переточныеустройства с гидроэетворами, снабжена установленными на расстоянииот корпуса вертикальными глухимиперегородками, верхняя часть которыхсоединена с горизонтальной перегородкой с гидрозатвором вышележащей секции, а нижняя часть - сгоризонтальной перегородкой, размещенной под горизонтальной перего"родной с гидроэатвором нижележащей секции.Целесообразно, чтобы вертикальные перегородки были выполнены ввиде коаксиальных цилиндров.Целесообразно,чтобы вертикальныеперегородки были выполнены в видемногогранных призм.На фиг. 1 показана насадочнаяколонна, разрез, на фиг. 2 - раз 3. Колонна по и, 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вертикальные перегородки выполнены в виде многогранных призм. 2рез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 насадочная колонна, выполненная с перегородками в виде коаксиальных цилиндров или многогранныхпризм, разрез.Насадочная колонна имеет корпус 1, внутри которого расположен слой насадки 2; ограниченный со стороны входа и выхода пара газопроницаемыми стенками 3. Слой насадки разделен на секции горизонтальными перегородками 4 с отверстиями 5 для прохода и распределения жидкости по насадке. Секции ограничены глухими вертикальными перегородками б и разделены на контактные ступени дополнительными горизонтальными перегородками 7 со сливнойпланкой 8 и отверстиями 5 для прохода и распределения жидкости по насадке. Между секциями установлен переток в виде труб 9 с гидроэатворами 10. Вертик альные глухие перегородки образуют со стенками корпуса 1 сегментные каналы 11 для прохода пара и имеют отверстие 12 для входа пара в верхнюю часть секции и отверстие ТЗ для выхода пара из нижней части секции. Горизонтальные перегородки 7 образуют с вертикальными перегородками б чередующиеся отверстия 14 для прохода пара в контактные ступени.Колонна работает следующим образом.Гаэ (пар) противотоком по сегментному каналу 11 входит через отверстие 12 в верхнюю часть секции Затем пар контактирует в перекрестном токе с жидкостью, стекающей по насадке 2, и через чередующиеся отверстия 14 прямотоком направляется в очередную контактную ступень. Пройдя поочередно все контактные ступени секции, пар через отверстие 13 входит в канал 11 и противотоком движется в очередную секцию. Жидкость, стекая по насадке 2, контактирует с паром в перекрестном токе в контактных ступенях, распределяется на горизонтальных перегородках 4 и 7 и равномерно стекает через отверстия 5 на нижележащие. слои насадки. При скачкообразном изменении. производительности колонны по жидкости избыток1,250,4 0,955 ее переливается на нижнюю .ступень через трубу 9.Разделение секций на контактные ступени в сочетании с противопрямоточно-перекрестным током пара и равномерное распределение жидкости позволяет увеличить эффективность массообмена с достижением состояния, близкого,к равновесномуПроводился расчет по определению эффективности разделения секций на контактные ступениВ качестве базового объекта была принята ректификационная колонна для разделения бензол-толуольной фракции.Технологическая, характеристика колонны.Производительность посырью, кг/ч 21400Давление в колонне,атаМассовая доля отгонаМассовая доля низкокипящего компонента всырье 0,49Массовая доля низкопипящего компонентав дистиллятеМассовая доля низкокипящего компонентав остатке 0,04Коэффициент избыткатеплоотвода 1;21 Для расчета эффективности тарелки или секции с контактньвщ ступенями в качестве анализируемой былапринята 13"я тарелка базового объекта с приходящими на нее потокамипара С 4 и жидкости ф,2.Для этой тарелки (секции) рассчитывались расходы низкокипящегокомпонента (6, я) через принятые массообмеййые эффективности по 40 отдельным ступеням секции. Расчетные уравнения следующие:Ь1 ь Ь+ цап %п-вС +т5и и+1 % п %п где Е, 0, Е, - массообменные эф ф фективности;п 3 я+1 юЯ Ц- расходы ниэкокипя . щего компонента, впаре и жидкости .насоответствующих контактных ступенях;И- расды низкокипя . щего компонента впаре и жидкостипри достижении равновесия потоков (определялись по изоба- ЗОрам)Результаты расчета приведены в таблицеМ СЧ ф" Рс СО СО с с О О О ф СО с О М О 1 с Юых э э 1 И Хь 1 О ы о 1029973 у СОг Юф СОс сО О СЧ ОГс 3 щф ф 1с сЮ О Л 0 б с О О Ю О с О 1ййха иа,с Ка 0 н х доох.эвохеохсэеохОЕЗйхб1029973 ЮСоставитель 3. АлекИванова Техред С,Иигунова ндроварректор Ь, ферен к аз 5030/7ВНИИПИ ГосуДаРпо делам изо113035, Москва, Ж Тираж 688твенного комитетретений и открыт35, Раушская наб оно д, 4/5 роектная,"П тф, г. ужгород,ли Из таблицы видно, что при увеличении числа контактных ступеней, расход низкокипящего компонента приближается к предельному значению (равновесному расходу) . Причем с ростом эффективности ступеней число потребных контактных ступеней меньше. В нижней строке таблицы приведена суммарная эффективность секции при различных числах контактных ступеней и их различных эФфективностях. Эта 10 суммарная эффективность показывает,на сколько повышается эффективность многоступенчатой секции по сравнению с базовым объектом, характериэующимея эффективностью первой ступени.Таким образом, изобретение позволит повысить эффективность насадоч-ных колонн и тем самьм обеспечит высокую четкость разделения эа счет многократного контактирования пара и жидкости в контактных ступенях секций насадочной колонны.