Способ массообмена и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 01 О 3/00, 3/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМ У ИДЕТЕ тельного распределения части жи начальной концентрацией по все ности рабочей площади контактног ства, Часть . жидкости с на концентрацией из приемного карм ретекая через приемную планку 3, ет в напорный карман 4 распредел системы 5. Под действием гидрост го давления, создаваемого в рас тельной системе за счет форм жидкостного столба в напорном жидкость с начальной концентра давливается в отверстия, выпал распределительной системе. и ра ется по рабочей площади 1 контак тройства, В результате рабочая подпитывается жидкостью с начал центрацией, что приводит к выра профиля концентраций жидкости и движущей силы процесса, 2 с,п.ф-л, 1 табл. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт химического машиностроения(56) Авторское свидетельство СССР М 1011141, кл. В 01 О 3/22, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1301428, кл, В 01 О 3/22, 1987, (54) СПОСОБ МАССООБМЕНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам проведения массообменных процессов в системе жидкость - газ (пар) таких, как ректификация, абсорбция и т.п. Изобретение позволяет повысить движущую силу процесса массообмена за счет принудиЖ 164852 дкости с и поверхо устройчальной ана 2, пе- поступаительной атическо- пределиирования кармане, цией проненные в спределятного усплощадь ьной конвниваниюповышеИзобретение относится к проведениюмассообменных процессов в системе жидкость - пар (газ) таких, как ректификация,абсорбция и тому подобных, и может найтиприменение в химической и смежных с.нейотраслях промышленности.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса массообмена путем увеличениядвижущей. силы по всей поверхности контактного устройства,Способ массообмена между жидкостьюи паром (газом) на контактном устройстве сраспределительной системой заключаетсяв разделении потока жидкости, подаваемойна контактное устройство, на две части, изкоторых одну часть подают непосредственно на рабочую площадь контактного устройства, а другую транспортируют пораспределительной системе без взаимодействия с паром (газом) с последующим направлением ее на рабочую площадьконтактного устройства, при этом в распределительной системе создают избыточноедавление путем формирования столба жидкосту высотой не менее 10 мм.В устройстве для осуществления способа распределительная система образовананапорными карманами с перфорированными трубками, Наличие напорных кармановс формирующимся в них столбом жидкостипозволяет создать избыточное давление враспределительной системе и исключаетпопадание прореагировавшей жидкости враспределительную систему, что обеспечиваЕт распределение жидкости с начальнойконцентрацией по всей рабочейплощадиконтактного устройства.На фиг.1 изображено контактное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - тоже, вид сверху,Контактное устройство включает рабо- чую площадь 1, приемный карман 2 с приемной планкой Знапорный карман 4,распределительную систему 5 и переливную планку б,Контактное устройство работает следующим образом.Жидкость из приемного кармана 2, перетекая через приемную 3, поступает на рабочую площадь 1 контактного устройства,причем часть потока жидкости попадает внапорный карман 4 распределительной системы 5, Под действием гидростатическогодавления, создаваемого формирующимся внапорном кармане столбом жидкости, жидкость с начальной концентрацией продавливается в прорези, выполненные враспределительной системе 5 и распределяется по рабочей площади контактного устройства, 10 15 30 контактными устройствами с, распределительной системой, образованной напорным карманом с перфорированной трубкой.Для сравнения исследования проводились также на известном устройстве, которое включало распределительную систему, представляющую собой четыре неперфорированных дорожки шириной ЗО мм с направляющими перегородками высотой 70 мм,установленными на границе дорожек. В перегородках были выполнены вертикальные прорези, общая площадь которых составила 35 от площади перегородок.. Вода подавалась на рабочую площадь контактного устройства через приемную планку высотой 0,1 м,.длиной 0,3 б м и отводиласьчерез переливную планку высотой 0,4 м. Поскольку жидкость переливалась через приемную планку равномерным слоем, то для отбора определенной части жидкости в распределительную систему длина напорного кармана или общая ширина дорожек должна была составлять определенную часть длины приемной планки,В случае с известным устройством количество жидкости, направляемой в распределительную систему, составило 1/3 от общего расхода жидкости, аналогичное соотношение было сохранено и для предлагаемого способа, Для отбора в распределительную систему предлагаемого устройства 1/3 40 45 50 55 Величина столба жидкости в напорном кармане определяется двумя условиями: пропускной способностью распределительной системы и исключением возможного проникновения жидкости в распределительную систему с рабочей площади тарелки. Последнее возможно за счет образования циркуляционных зон на рабочей площади тарелки, а также за счет флюктуаций скоростей жидкости в результате барботирования пузырей пара.Установлено, что проникновение прореагировавшей жидкости с рабочей площади контактного устройства в распределительную систему исключается при формировании в распределительной системе избыточного давления не менее 10 мм столба жидкостинад гидростатическим давлением в рабочем барботажном слое. При этом условии (длявыбранного разделения потоков) рабочая площадь контактного устройства подпитывается жидкостью действительно с начальной концентрацией, повышая движущуюсилу массообменного процесса, а вместе сэтим и эффективность работы контактногоустройства.П р и м е р, Способ был реализован в колонне диаметром 0,5 м на системе аммиачно-воздушная смесь - вода, оснащеннойколичества жидкости длина напорного кармана равнялась 0,12 м. При общем расходе воды, равном 2,8 м /ч, в напорный карманзотбиралось 0,93 м /ч жидкости,зВода из напорного кармана поступала в распределительную систему, выполненную в виде трубы диаметром 33 х 1,5 мм, откуда распределялась по рабочей площади контактного устройства через отверстия диаметром 3 мм. При количестве отверстий, равном 50, общая площадь составила 3,5 х 10 м, а в напорном кармане сформировался столб жидкости высотой 28 мм, что обеспечило нормальный режим работы распределительной системы.В таблице показано влияние высоты стблба жидкости на эффективность работы контактного устройства,Изданных, приведенных в таблице, следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить движущую силу процесса абсорбции аммиака водой (т.еэффективность работы контактного устройства) на 7 - 10 оь по сравнению с известным.Формула изобретения 1. Способ массообмена между жидкостью и паром (газом) на контактном устройстве с распределительной системой, заключающийся в разделении потока жидкости,подаваемой на контактное устройство, надве части, иэ которых одну часть подают5 непосредственно на рабочую площадь контактного устройства, а другую транспортируют по распределительной системе безвзаимодействия с паром (газом) с последующим направлением ее на рабочую пло 10 щадь контактного устройства, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсификациипроцесса массообмена путем повышениядвижущей силы процесса по всей рабочейплощади контактного устройства, в распре 15 делительной системе создают избыточноедавление путем формирования столба жидкости не менее 10 мм,2. Устройство для массообмена, включающее перфорированное основание, пере 20 ливную и распределительную системы, о т-,л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем повышения движущейся силы процесса по всейрабочей площади контактного устройства, .25 распределительная система выполнена в виде напорных карманов с перфорированнымитрубками,ОЪ СЧ Сб Ю Ч о м ь СО ь О) Ю ь 5 Ф Ф м СЧ ь СЧ ОЪ ь м ь фсь фСЧ ф ь. ьщ ОО аФо 5 с Ф 1 Щ (б х о Ф (б Щ о С 5 х Ф Ф СО О ф о О. оФ О. Ф С гь ссь 3 о с С ;у ф м о с (6 хФ :й 9 аЕ Щ Х )о Ф о Я С О 5 ох 11 1- Ф 1 Х - 5 Ф Ф Ф1648521 Составитель А.СондорТехред М.Моргентал Корректо дактор н оиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1478 Тираж 444 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5