Способ регулирования орошения насадочных массообменных аппаратов

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 В 53/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ иновско гского жи льство6, 1972Ороситеческойнострое ие" тво СС1974. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЮИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(21) 3508748/23-26(71) Сумский филиал Харьордена Ленина политехничинститута им Ь.И.Ленина(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОРОШЕНИЯ НАСАДОЧНЫХ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, осуществляемый с помощью вращающихся трубчатых распределителейдкости, содержащих приемную камеру и трубы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем создания цикличности и равномерности, введение жидкости в приемную камеру осуществляют по крайней мере двумя разновеликими потоками с противоположными направлениями моментов импульсов относительно оси вращения распределителя.Изобретение относится к техникераспределения жидкости в насадочныхмассообменных аппаратах и можетбыть использовано в химической,нефтехимической и смежных отрасляхпромышленности для распределения 5агрессивных жидкостей в аппаратах,работаюцих под вакуумом или избыточным давлением.Известен способ регулированияцикличностью и равномерностью орошения путем изменения производительности при работе реактивно-вращающегося распределителя жиДкости иливращающегося оросителя с целевымотверстием истечения, направленнымвниз.При изменении нагрузки по распределяемой жидкости достигаетсяизменение скорости вращения труб сорошающими отверстиями эа счет изменения скорости истечения жидкости 20из щелевых отверстий в радиальныхтрубах реактивно-вращающегося ороеителя, а во вращающемся оросителе сотверстиями истечения, направленнымивниз, - эа счет изменения количества 25жидкости, подаваемой в приемнуюкамеру с трубами и приводящей трубыно вращение.Таким образом с изменением производительности саморегулируется изменение цикличности, т.е, изменяетсячисло орошений каждой точки насадкив единицу времени, причем равномерность орошения сохраняется постоянной.35Такой способ регулирования цикличностью орошения можно использоватьн массообменных аппаратах с различными технологическими и конструктивными параметрами 1 3,Однако этот способ имеет суцественный недостаток, так как н промышленных условиях не представляется возможным обеспечивать регулируемую цикличность орошения засчет изменения проиэьодительности 45ввиду того, что насадочные аппаратыработают с практически постоянныморошением, веЛичина которого"является расчетной. Отклонения в количестве орошения снязаны или с недостаточно эффективной работой аппарата(при уменьшении орошающей жидкости)или экономически невыгодны призавышенном расходе.Известен способ регулированияцикличностью орошения, осуществляемый путем изменения н орошающемустройстве конструктивных параметровотверстий вынода жидкости, т.е.регулирования щелевого отверстияистечения. При изменении ширины 60щелевого отверстия в радиальныхтрубах изменяЕтся скорость вращениятруб ввиду изменения скорости истечения жидкости и реактивно-вращающего момента Г 23. 65 Недостатком такого способа является то, что при постоянной производительности невозможно обеспечить требуемую цикличность ввиду изменения вредных сопротивлений при изменении скорости вращения труб, вызванного изменением параметров отверстий для выхода жидкости. Предусмотренный с постоянными параметрами тангенциальный ввод жидкости в камеру не обеспечивает полную компенсацию изменяющихся вредных сопротивлений.Если при заданной производительности уменьшать ширину щелевого отверстия, то в результате увеличения скорости истечения жидкости из щелевого отверстия увеличится скорость нрацения труб, возрастут механические и гидравлические сопротивления, которые при постоянном импульсе вводимой через тангенциальный патрубок жидкоети не удается полностью компенсировать. Это не позволяет обеспечивать расчетную цикличность орошения и равномерность распределения жидкости, В случае увеличения размеров щели трубы оросителя должны вращаться медленнее, однако ввиду постоянного момента импульса вводимой жидкости радиальные трубы вращаются со скоростью, выше расчетной, так как часть момента импульса затрачивается на дополнительный разгон труб. Это не позволяет обеспечить требуемую цикличность орошения и приводит к неравномерному распределению жидкости по насадке.Известен способ регулирования орошения насадочных массообменных аппаратов, осуществляемый с помоцью вращающихся трубчатых распределителей, содержащих приемную камеру и трубы. Регулирование цикличностью орошения основано на действии закона сохранения момента импульса, согласно которому момент. импульса М вводимой жидкости равен моменту Мвц истекающей жидкости и моменту М вредных сопротивлений, возникающйх при вращении радиальных труб, т.е. М вв Мвьх+ М, где М вв = пЧ гсов;уй,У - масса и скорость жидкости, истекающей из сопла н камеру;угол наклона сопла к горизонту. Это соотношение определяет работу ьрацающегося оросителя при разных значениях Мвв зависящего от ширины целевого отверстия в трубе, при условии компенсации вредных сопротивлений эа счет изменения М путем регулирования угла наклона сопла ввода жидкости 3.Существенный недостаток указанно го способа заключается в том, что в отдельных случаях регулируемые сопла использовать затруднено или невозможно, например, в аппаратах, работающих под вакуумом, при большомизбыточном давлении и распределении сильно агрессивных жидкостей.Целью изобретения является расширение технологических воэможностейпутем создания цикличности и равномерности орошения насадочных аппара тов с помощью вращающихся трубчатых распределителей жидкости.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования орошения насадочных массообменных аппаратов, осуществляемому с помощью вращаЮщихся трубчатых распределителей жидкости, содержащих прием.ную камеру и трубы, введение жидкости в приемную камеру оусществляют по .крайней мере. двумя разновеликими потоками с противоположными направлениями моментов импульсов относительно оси вращения распределителя.Осуществление введения жидкости в приемную камеру по крайней мере 20 двумя разновеликими потоками с противоположными направлениями моментов импульсов относительно оси вращения распределителя позволяет обеспечить при заданнрй производительности регулируемую цикличность орошения и равномерное распределение жидкости за счет сообщения вращающимся трубам момента импульса жидкости, необходимого и достаточного для компенсации вредных сопротивлений, путем изменения массы и скорости потоков.Введение жидкости в приемную камеру позволит получать необходимыймомент импульса жидкости М 88 =35М 1 - М 2 =(ьЧ -п Ч) соя с путем изменения масс и скоростей каждого иэ разновеликих потоков, имеющих противоположное направление моментов импульсов относительно оси вращения 40 распределителя, при постоянном угленаклона сопла ввода жидкости.Изобретение позволяет расширитьтехнологические возможности способарегулировании цикличностью орошения и равномерностью распределения жидкости, осуществляемого с помощью вращающихся трубчатых распределителей, и использовать его при распределении жидкости в насадочных аппаратах, работающих под вакуумом, избыточным давлением, при распределении жидкости с сильно .агрессивнымисвойствами.На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа,общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - разрез й-Р. на фиг. 1; на фиг. 4 - вариант выполнения устройства с реактивно-вращающимися трубами; на фиг. 5 - разрез Б-Б нафиг. 4. 60Устройство, например вращающийся трубчатый распределитель, содержит приемную камеру 1, связанную с радиальными трубами 2, имеющими регулируемые выводы 3 (щели, пазы, отверстия)65 для истечения жидкости. Над приемной камерой 1 расположены по крайней мере два тангенциальных ввода 4 и 5 (сопла или патрубки), предназначен-" ные для подачи жидкости в приемную камеру.Подшипниковый узел б с осью 7 служат для подвески устройства в аппарате. Сопла или патрубки 4 и 5 могут быть соединены трубами с общим трубопроводом 8 или иметь раздельное питание и снабжаются регулирующими органами 9 и измеряющими расход жидкости приборами 10.Устройство, например вращающийся ороситель, работает следующим образом.Поступающая на орошение по трубопроводу 8 жидкость разветвляется по трубам и через вводы (сопла, патрубки) 4 и 5 направляется в приемную камеру 1, а затем попадает в радиальные трубы 2 и истекает через выводы (отверстия) 3. Моментом импульса вводимой жидкости приемная камера с вращающими трубами приводится во вращение, в результате чего насадка аппарата циклично и равномерно орошается жидкостью.При изменении параметров ввода жидкости с помощью регулирующих органов 9 осуществляется перераспределение масс скоростей потоков, в результате чего изменяется скорость вращения каналов, устанавливается требуемая цикличность орошения и равномерное распределение жидкости по насадке. П р и м е р, Серная кислота плотностью 1836 кг./мз при температуре б 0 С в количестве 45 м/ч подается в распределитель с двумя вращающимися трубами общей длиной 2 м для орошения аппарата, загруженного насадкой. Поступающая иэ общего трубопровода 8 кислота по соплам 4 и 5, наклоненным под углом сс=15 площадью поперечного сечения каждого, равной 0,00125 м , направляется в приемную камеру 1 диаметром 1 м, связанную с радиальными трубами 2 распределителя, в которых выполнены щелевые отверстия шириной 0,004 м. Введение кислоты в приемную камеру осуществляется двумя встречными разновеликими потоками (через сопла 4 подает,ся 32, 5 м з/ч кислоты, через сопло 5 - 12,5 м З/ч), сообщающими радиальным каналам соответственно положительный и отрицательный моменты импульсов относительно вертикальной оси. В результате действия суммарного момента импульса ороситель вращается со скоростью 30 об/мин, обеспечивая равномерное орошение насадки с цикличностью, равной 1 (т.е. эа 1 с. каждая точка исходного сечения насадки омывается 1 раэ пленкой кислоты).При необходимости изменения, например, уменьшения цикличности орошения до значения 0,5, что может иметь место в случае уменьшения обьема очищаемого газа с сохранением обьема поглощаемого компонента, щелевое отверстие в радиальных трубах увеличивается до 0,008 м, а регулирующими органами 9 осуществляется перераспределение потоков, поступающих через сопла 4 и 5, в,Ъ количествах соответственно 28,5 м /ч и 16,5 мз/ч, сохраняя общий расход жидкости через.ороситель 45 мз/ч.Для работы аппарата с цикличностью орошения, равной 2, что может быть необходимо при увеличении скорости, газа в насадочном аппарате, щелевое отверстие в трубе 2 сужается до 0,002 м, а регулирующими органами 9 осуществляется перераспределение потоков, поступающих по соплам 4 и 5 в следующих расходах: через сопло 4 подается кислота 40,5 м /ч,з а через сопло 5 - остальная часть орошения, равная 4,5 мэ/ч, что фиксируется показаниями приборов 10. При изменении величины потоков увеличивается скорость вращения труб 2 до 60 об/мин, обеспечивается при постоянном расходе кислоты 45 м /ч требуемая цикличность орошения (2 орошения в секунду каждой точки насадки), сохраняется равномерным распределение кислоты по насадке.Введение расчетного количества кислоты через сопла 4 и 5 при изменении цикличности орошения осуществляется вручную или в автоматическом режиме с использованием приборов 10 с регулирующим управлением.Аналогично осуществляется регулирование цикличностью орошения прииспользовании реактивных вращающихсяраспределителей жидкости (фиг. 4 и5).10 Таким образом, путем изменениявеличины потоков, вводимых в приемную камеру и имеющих противоположноенаправление моментов импульсов относительно оси вращения распределителя, 15 представляется возможным испольэовать .способ регулирования цикличностью орошения, осуществляемый спомощью распределителей с вращающимися трубами, в аппаратах с разными технологическими араметрми.Использование предлагаемогоспособа по сравнению с известнымспособом, позволяет решить задачуравномерного и цикличного орошенияаппаратов с разными технологическими параметрами, например работающих под вакуумом, с большым избыточным давлением, с сильно агрессивными средами, в результате чего по высится эа счет обеспечения цикличного и равномерного распределенияжидкости эффективность работы насадочного аппарата в процессахмасоообмена (абсорбция, десорбция, 35 ректификация и т.п.)..4 лиал ППП "Патент",4694/6 ВНЙПИ Гос по делам 113035, МоСоставитель Г.урусоваТехред С. Мигунова Корректор Ю.Макаренсг г Тираж 682 Подпдарственного комитета СССРизобретений и открытийква, Ж, Раушская наб.,Ужгород, ул. Проектна