Насадка для абсорбционного аппарата

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 979 9) .ЫаЯ. 5 В 01,3 19/30 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ С ТЕЛ ЬСТ жестк жены центр помещ ала со ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Миннибаевский газоперерабатывающий завод им. Ленинского комсомола(56) Авторское свидетельство СССРМ 474345, кл. В 01 О 3/28 1972.Авторское свидетельство СССРМ 915918, кл, В 01 О 53/20,1982,(54) НАСАДКА ДЛЯ АБСОРБЦИОННОГОАППАРАТА(57) Применение; для контакта между га, зом и жидкостью в массообменных аппаратах газовой, нефтяной, химической и Изобретение относится к устройстваь( контакта между газом и жидкостью в массообменных аппаратах газовой, нефтя н Ой, химической и нефтехимической промьирленности, в частности, к насадкам массообменных аппаратов, работающих в псевдосжиженном трехфазном слое в агрессивных средах и используется, преимущественно; в колоннах для очистки газа от при 1 иесей, например, от кислых газов.Цель изобретения - повышение интенсивйости перемешивания газа с жидкостью эа счет увеличения поверхности контакта фаз и увеличения качества очистки газа от кислыхкомпонентов. химической отраслях промышленно- частности для массообменных аппа, работающих с псевдоожиженным азным слоем на агрессивных средах олоннах для очистки газа от кислых онентов, Сущность изобретения: навь 1 полнена в виде шара из пластмэснэбженной ребрами жесткости, ненными зацело со сферической по- остью и расположенными перпендирно друг к другу, причем ребра ости относительно сферы располоэксцентрично так, что величина зксиситета равна 0,22-0,14 О, э насадка ена в рубашку из сетчатого матери- свободным перемещением внутри ил., 2 табл. нефт сти, в рато трехф ивк комп садка сы, выпо верхн На фиг,1 изображена насадка в формеО шара, снабженного ребрами жесткости, выполненными зацело со сферической поверхностью; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на О фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1, СНасадка выполнена в виде шара 1, снабженного ребрами жесткости 2, Ребра жесткости 2 выполнены зацело со сферической, поверхностью и расположены перпендикулярно друг к другу, причем ребра жесткости 2 относительно сферы расположены эксцентрично так, что величина эксцентриситета равна 0,22-0,14 диаметра шара, Насадка помещена в рубашку 3 из сетчатого материала со свободным перемещением внутри нее.10 15 25 30 35 50 55 Величину эксцентриситета подобрали экспериментально в зависимости от интенсивной работы насадки во всем объеме псевдоожиженного слоя, При величине эксцентриситета меньшем 0,140 вес насадки и размеры ребер жесткости уменьшаются и в газожидкостном слое вращения насадки вокруг своей оси происходит периодически и.в скоростном потоке с малым радиусом перемешивания, При этом рабочая зона насадки охватывает только верхнюю часть слоя.При величине эсцентриситета большем 0,22 О вес насадки и размеры ребер жесткости увеличиваются и в газожидкостном слое вращение насадки вокруг своей оси становится медленнее, э в скоростном потоке перемешивание происходит в основном в нижней половине слоя, где и так, наблюдается наиболее интенсивное движение фаз, объяснимое большей кинетической энергией газового потока, проходящего через сечение тарелки не занятой проваливающейся жидкостью, Кроме того, повышается сопротивление псевдоожиженного слоя. Смещение же центра тяжести шара относительно его оси, проходящей через центр тяжести, придает неустойчивое положение насадке, заставляя ее вращаться в любом полОжении, направлении и в самых различных осях, за счет того, что насадка выполненная сферически снабжена ребрами жесткости, выполненными зацело со сферической поверхностью и расположенными эксцентрично относительно сферы с оптимальной величиной эксцентриситета равной 0,22-0,14 диаметра шара, Становится возможным увеличение интенсивности перемешивания газа с жидкостью,Насадки с такими ребрами жесткости являются своеобразными вращательными элементами, вращающимися вокруг своей оси и в скоростном потоке вместе с рубашкой, свободно перемещаясь внутри нее, увеличивая поверхность контакта газа с жидкостью, способствуя равномерному распределению их внутри абсорбционного аппарата, а также равномерно выравнивая распределения газожидкостного потока во всем объеме псевдоожиженного слоя, что позволяет стабилизировать процесс качественной очистки газа от кислых компонентов.Насадка работает следующим образом.В начальной стадии работы аппарата насадка находится на тарелках в неподвижном состоянии. Газ, поступающий снизу аппарата проходит через каналы, образованные между насадками, где встречается с жидкостью, поступающей сверху, благодаря наличию ребер жесткости и рубашки из сетчатого материала каналы имеют сложную форму, так кэк просветы, образованные между насадками в форме шара, снабженного ребрами жесткости упаковываются сетчатым материалом, 8 этих каналах происходит диспергирование жидкости газовым потоком и интенсивное дробление газожидкостного потока.Насадка имеет более развитую поверхность контакта на единицу объема, лучше разбивает струйки газа и жидкости, Даже в слое неподвижной насадки происходит ячеистое, обильное пенообразование. что также способствует повышению поверхности контакта фаз,С повышением скорости газа система переходит в режим развитого псевдоожижения. При этом насадки находятся в расширенном состоянии, движущиеся потоки взаимодействующих фаз воздействуя на ребра жесткости, приводят насадку к интенсивному вращению, так как с одной стороны на насадку действует сила, направленная вертикально вверх и приложенная со смещением относительно центра тяжести, а с другой стороны на насадку действует сила, определяемая весом жидкостИ, направленная вниз и расположенная по другую сторону от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести насадки.Поскольку плотность поднимающегося газа всегда меньше плотности стекающей жидкости, разнонаправленные силы обеспечивают постоянное интенсивное вращение насадки, что в свою очередь способствует интенсивному перемешиванию жидкости с газом, чем и достигается повышение эффективности массообмена между ними, повышается качество очистки. Рубашка насадки из рукава сетчатой (РС 12 Х 18 Е 10 Т ТУ-354-76) как элемент насадки создает дополнительную развитую поверхность контакта на единицу объема, лучше разбивает струйки газа и жидкости, значительно увеличивая эффективную поверхность контакта фаз по всему объему. псевдоожижения и интенсивность массо- обмена, за счет повышения кратности обновления поверхности контакта фаз на сетчатом материале,П р и м е р, Насадки в вышеописанном выполнении засыпаются на решетчатые тарелки провального типа, которые вмонтированы в абсорбционную колонну диаметром 400 мм (установка опытная). На тарелку сверху подается жидкостный поток водного раствора моноэтаноламина (моноэтаноламина 12,0 мас.% и остальное - вода) с мас.1797990 Таблица 1 02 С 02 Компонент об. 0,11 0,5 13,48 51,44 17,88 Продолжение табл, 1 Н 2 Я, г/100 м Компонент С 4 НС 4 об 0 11,73 2,71 0,95 100 Таблица 2 Скорость газового потока, м/с Насадка Гидравлическ. сопротивлен., мм.во, ст. Плотностьорошения,м/с ч Степень очистки газа от кислых газов,Примечание Прототип 2,58 50 105 10 Неподвижн. состояниеРежим псев- оожижения 215 Предлагаемая 2,5 50 66 совой скоростью 47770 кг/м ч, а снизу газ со скоростью 2,5 м/с.Состав газа приведен в табл.1.Газ, поступающий на тарелку снизу, проходит через каналы, образованные меж ду насадками, где встречается с водным раствором моноэтаноламина, поступающего сверху. При скоростях ниже 2,5 м/с насадка находится в неподвижном состоянии, однако в каналах происходит дис пергирование жидкости газовым потоком и интенсивное дробление и повышение кратности обновления поверхности контакта фаэ на поверхности сетчатого материала, у которого более развитая поверхность кон такта на единицу объема, лучше разбиваются струйки газа и жидкости.С повышением скорости выше 2,5 м/с система переходит в режим развитого псевдрожижения, При этом насадки переходят в 20 состояние псевдоожижения и движущиеся потоки газа и жидкости, а также, газожидкостных струй приводят насадку к интенсивному вращению вокруг своей оси и.в скоростном потоке, Рубашка насадки из 25 рукава сетчатого как элемент насадки в . совокупности признаков создает дополнительную развитую поверхность на единицу объема, значительно увеличивает эффективную поверхность контакта фаз по всему 30 объему псевдоожижения и интенсивность массообмена. Использование и редлагаемрй насадки позволяет повысить эффективность массопередачи.Результаты работы насадки приведены 35 в табл, 2.Из табл,. 2 видно, что предлагаемая насадка позволяет повысить степень очистки газа от кислых газов до 66 по сравнению с прототипом, у которого при тех же условиях (скорость газового потока 2,58 м/с и плотность орошения 50 м /м ч) степень очистки газа от кислых газов равна всего 10, Гидравлическое сопротивление предлагаемой насадки выше в 2 раза (215 мм вод.ст. против 105 у прототипа) за счет дополнительной поверхности контакта фаз на поверхности. рубашки из сетчатого материала.Технико-экономическая эффективность предлагаемой насадки для абсорбционного аппарата складывается за счет увеличения поверхности контакта фаз, стабилизации распределения насадок в псевдоожиженном слое и как следствие увеличение степени очистки газа от кислых компонентов в 6 раз:,Формула изобретения Насадка для абсорбционного аппарата, выполненная сферической формы, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения интенсивности перемешивания газа с жидкостью за счет увеличения поверхности контакта фаз и увеличения качества очистки газа от кислых компонентов, сферическая поверхность насадки снабжена ребрами жесткости, выполненными зацело со сферической поверхностью и расположенными перпендикулярно друг к другу, причем ребра жесткости относительно сферы расположены эксцентрично так. что величина эксцентриситета равна 0.22-0,14 диаметра, и насадка помещена в рубашку из сетчатого материала со свободным перемещением внутри нее, 17979901797990 Редактор Т. Горяче орректор М. Самборская оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 оставитель Х, Камаловехред М,Моргентал Заказ 733 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раущскаячидйеася ю рдкада Подписноеоткрытиям при ГК4/5