Способ ведения обменных процессов в полых башнях

Класс 12 е, 1 е 1 12 е, 1 о, Ю 116140 СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В. Мильвицк БМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В .ПО БАШНЯХ ЕН СПОСО Заявлено 25 октября 1957 г. за585108 в Комитет по делам изобретений и открыт при Совете Министров СССР с присоединением заявки591083Известны способы массообмена и теплообмена для систем жидкость - газ или жидкость - пар, Осуществляемые преимущественно в тарелочных или насадочных башнях. Основными недостатками их являются ограниченная производительность из-за высокого динамического сопротивления башен и низкая удельная пропускная способность последних, Эти же недостатки присущи способам осуществления в секциони. рованных ступенчато-противоточных колоннах обменных или каталитических процессов в псевдоожиженном слое для систем зернистый материал - газ При осуществлении Обменных процессов в полых башнях не Обеспечивается равномерное распределение по их сечениям противоточных реагентов, скорость падения жидкости или зернистого материала в башнях настолько высока, что не хватает времени для полного контакта реагентов, и вследствие этого эффективность башен недопустимо низка.Описываемый способ ведения обменных процессов в полых башнях свободен от указанных недостатков и поэтому обладает значительными преимуществами перед обычными способами. В основе этого способа заложен прием прерывистой подачи в башню жидкости или зернистого материала. При такой прерывистой подаче с достаточной интенсивностью в одном или нескольких местах, жидкость или зернистый материал получают способность энергично равномерно распределяться по сечениям башни и падать В ней сравнительно тонкими слОями, находящимися В псевдокипящем состоянии.В псевдокипящем падающем слое интенсивность контакта реагентов очень высока. При всяком случайном нарушении равномерности распределения зерен или капель в пневдокипящем слое имеет место незамедлительное самовосстановление такой равномерности.При прерывистой подаче в башню жидкости или зернистого материала, в башне образуются как бы падающие барботажные тарелки, при М 116140чем отсутствует тенденция материала необратимо переходить из центральной области башни к периферии.На фиг, 1 показано осуществление обменного процесса в полой башне при прерывистой подаче орошения для систем жидкость - газ или жидкость - пар.В полую башню ( газ или,пар попадает через штуцер 2, и выходит из нее через штуцер 3. жидкость насосом 4 подают в турникетное устройство 5 и из него порциями - в башню через вспомогательный конус б с отверстиями в его стенках.Порции жидкости уже в пределах высоты конуса б распространяются в поперечном направлении и дальше падают в башне псевдокипящими слоями 7. Со дна башни жидкость отводится через штуцер 8,На фиг. 2 показана одна из возможных конструкций турникетного устройства и вспомогательного конуса. Она содержит коробку 9 прямоугольного сечения, в которую подают жидкость для орошения башни. В коробке 9 имеется переливной штуцер 10 для балансирования прихода в нее жидкости и расхода. Уравнительная линия 11 соединяет пространство над жидкос.ью в коробке 9 с газовым пространством башни 1, Коробка 9 не имеет снизу днища и установлена непосредственно на цилиндре 12 с нижней щелью, перекрытой колосниковой решеткой 13.В цилиндре 12 расположен вращающийся в нем притертый полый цилиндр 14 с продольной щелью 15. Число оборотов цилиндра задается и вращение его осуществляется от привода с редуктором 1 б. Этот цилиндр, то заполняется жидкостью из коробки 9, то опорожняется через конус б. Образующие этого конуса наклонены к его оси на 30 - 40, а в стенках его размещены отверстия, суммарная площадь которых примерно равна площади сечения башни 1. Поднимающийся по башне газ, попадая в зону конуса, меняет свое направление, устремляясь к отверстиям в стенках конуса, Таксе движение газа способствует скорейшему поперечному расширению порций жидкости, пспадающих в башню из турникетного устройства.Пространство между стенками башни 1 и конусом б служит в качестве сепаратора брызг, уносимых из конуса газом или паром. Эти улов. ленные брызги возвращаются самотеком в рабочее пространство башни 1 В случае надобности на башне может быть установлено несколько штук синхронно работающих турникетных устройств.Количество слоев псевдокипящего материала, проходимых газом или паром, поднимающимся в башне, равно количеству слоев, находящихся в ней в состоянии падения плюс количество слоев, возникающих за время прохождения в башне газа или пара.Динамическое сопротивление полой башни практически складывается из местных сопротивлений на входе и выходе из башни газовой или г,аровой среды плюс вес взвешенно-падающих в башне слоев, Это сопротивление оказывается в десятки раз меньшим, чем сопротивление обычных массообменных или теплообменных аппаратов при значительно более высокой пропускной способности башни.На фиг. 3 показан пример реализации описываемого способа для случая ректификации многокомпонентных смесей с наличием зон укрепления и исчерпывания. Разделяемую смесь подают на башню 17 посредством насоса 18 через турникетное устройство 19, выбрасывающего эту смесь порциями через заданные интервалы времени. жидкость с днища башни стекает по трубопроводу 20 в испаритель 21, причем часть этой жидкости отбирается через отвод 22 в качестве высококипящей фракции, Пары из испарителя проходят через башню навстречу падающим псевдо- кипящим слоям 23 и затем в дещлегматор 24 Часть жидкости из дефлегматора отбирается через отвод 25 в качестве низкокипящей фракции, аМ 116.140остальная часть подается на флегмирование через турникетнсе устройст. во 2 б.На фиг, 4 показан пример реализации описываемог способа для случая противоточного обменного процесса в системе зернистый материал - газ. Газ входит в башню 27 через штуцер 28 и выходит из нее через штуцер 29 Зернистый материал подают на башню пневмотранспортом посредством вентилятора 30 через сепаратор 31 и турникетное устройство 32. Зернистый материал, выбрасываемый порциями в башню из турникетного устройства, проходит через конус ЗЗ с отверстиями в его стенках и падает в башне псевдокипящими слоями 34, С днища башни зернистый материал ссыпается через горловину М в аппарат 36, например, для его регенерации и далее по течке поступает на пневмотранспорт Газы пневмотранспорта отводятся из сепаратора 31 по трубопроводу 37 в нижнюю часть башни.Область возможного примененчя описываемого способа весьма обширна,По этому способу могут быть успешно реализованы процессы разделения изотопов и изомеров методом ректификации как под вакуумом, так и под давлением; процессы промывки газов, например технологических для их очистки от СО или аммиачно-медной очистки от СО; процессы абсорбции окислов азота в производствах, разбавленной азотной кислоты; процессы каталитического крекинга нефтяного сырья; сухой сероочистки газов болотной рудой; поглощения газов адсорбентами, как силикагель или активированный уголь.Предмет изобретенияСпособ ведения обменных процессов г полых башнях между жидкостью и паром или газом, а также между зернистым материалом и газом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности и пропускной способности башни, жидкость или зернистый материал подают порциями через заданные интервалы времени сверху башни при непрывной подаче пара или газа снизу башни.