насадочная тепломассообменная перекрестноточная колонна
Классы МПК: | B01J19/32 элементы насадки в виде решетки или сборных элементов для образования звена или модуля внутри аппарата для тепло- и массопередач |
Автор(ы): | Богатых К.Ф., Резяпов Р.Н., Соколовский А.В., Боков А.Б. |
Патентообладатель(и): | Малое предприятие "РИВМА" по разработке и внедрению массообменной аппаратуры |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-06-11 публикация патента:
10.12.1995 |
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности, конкретно к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар) жидкость. Изобретение решает задачу повышения эффективности тепломассообмена за счет увеличения числа контактных ступеней при винтовом движении потоков пара и жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что в известной насадочной тепломассообменной перекрестноточной колонне, включающей корпус, в котором размещена насадка, разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости, согласно изобретению горизонтальное сечение колонны на каждой ступени контакта разделено на секции, состоящие из зоны входа паров (газов), зоны контакта пара (газа) и жидкости и зоны перетока жидкости на нижерасположенную и пара (газа) на вышерасположенную ступень, образующие в объеме колонны винтовое движение потоков жидкости и пара (газа) вокруг ее вертикальной оси, причем степень секционирования потоков жидкостей и пара (газа) одинакова и равна количеству секций на ступени контакта. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
НАСАДОЧНАЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ ПЕРЕКРЕСТНОТОЧНАЯ КОЛОННА, включающая корпус, в котором размещена насадка, разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости, отличающаяся тем, что горизонтальное сечение колонны на каждой ступени разделено на секции, состоящие из зоны входа паров (газов), зоны контакта пара (газа) и жидкости и зоны перетока жидкости на нижерасположенную и пара (газа) на вышерасположенную ступень, образующие в объеме колонны винтовое движение потоков жидкости и пара (газа) вокруг ее вертикальной оси, причем степень секционирования потоков жидкости и пара (газа) одинакова и равна количеству секций на ступени контакта.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности, конкретно к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар) жидкость. Известна насадочная колонна, включающая цилиндрический вертикальный корпус с расположенными по высоте насадочными секциями, выполненными в форме полого многогранника. Колонна снабжена глухими перегородками, соединенными в ее центре [1]Известна также тепломассообменная колонна, содержащая корпус в котором размещена насадка разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости, в которой с целью повышения эффективности массообмена, увеличен путь пара (газа) в пределах одной контактной ступени. Для достижения этой цели колонна снабжена установленной на расстоянии от корпуса колонны вертикальной глухой перегородкой, обеспечивающей вращательно-колебательное движение потока пара в объеме колонны [2]
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности тепломассообмена за счет увеличения числа контактных ступеней при винтовом движении потоков пара и жидкости. Поставленная цель достигается тем, что в известной насадочной перекрестноточной колонне, включающей корпус, в котором размещена насадка, разделенная на секции горизонтальными перегородками с отверстиями для прохода пара (газа) и жидкости, согласно изобретению горизонтальное сечение колонны на каждой ступени контакта разделено на секции, состоящие из зоны входа пара (газа), зоны контакта пара (газа) и жидкости и зоны перетока жидкости на нижерасположенную и пара (газа) на вышерасположенную ступень, образующие в объеме колонны винтовое движение потоков жидкости и пара (газа) вокруг ее вертикальной оси, причем степень секционирования потоков жидкости и пара (газа) одинакова и равна количеству секций на ступени контакта. Известно, что геометрическая высота слоя насадки для перекрестно-точного контакта выше действующих фаз в системе пар-жидкость определяется следующим образом [3]
H , где = b эквивалентная толщина насадочного блока, мм;
Gвх объемный расход потока пара (газа), м3/с;
Lвх объемный расход потока жидкости, м3/с;
П плотность жидкостного орошения, м3/(м2 с);
г линейная скорость потока пара (газа), м/с. При этом
Fг площадь под проход газа, м2;
Fж площадь под проход жидкости, м2;
l длина слоя насадки, м. Отсюда H . При одинаковой длине слоя насадки и скорости движения потока пара г, определяемой из условий динамики контактирующих потоков пара и жидкости, высота слоя насадки зависит от объемного расхода потока пара. Отсюда следует, что уменьшение объемного расхода уменьшает высоту слоя насадки. Увеличение числа заходов пара (газа) в N раз уменьшает высоту слоя насадки в N раз (фиг. 1) и количество контактов на одной ступени в N раз, при этом увеличивается число контактов в N раз на той же высоте, что и при однозаходовом варианте (фиг.2), т. е. число контактов не изменяется, но изменяется концентрация жидкости, поступающей на каждую ступень контакта на той же высоте колонны. На фиг. 1 показана развертка по периметру тепломассообменной перекрестноточной колонны, разделенной на 3 секции; на фиг. 2 развертка по периметру тепломассообменной перекрестноточной колонны несекционированной) с одним паровым входом); на фиг. 3 тепломассообменная перекрестноточная колонна с числом секций, равным двум в аксонометрии. Предлагаемая колонна состоит из цилиндрического корпуса 1, горизонтальных перегородок 2 с отверстиями 3 для прохода газа, которые ограничены вертикальными перегородками 4 и сливными планками 5, на горизонтальных перегородках установлены пакеты насадки 6, над которыми установлена распределительная плита 7, причем каждый вышележащий пакет смещен относительно нижележащего в противоток пара (газа) на величину угла, равную половине угла пакета насадки в вертикальной проекции. Колонна работает следующим образом. Поток пара (газа) поступает с отверстий 3 (на фиг. 3 N=2) для прохода пара 3 в перегородках 2 и направляется в пакеты насадки 6, пар проходит пакеты насадки в перекрестном токе, контактируя с перетекающей под действием гидростатического напора жидкости с вышележащей ступени контакта смещенной относительно нижележащей в противоток пара на величину угла, равную половине угла пакета насадки в вертикальной проекции. Аналогично двигаются остальные потоки пара и жидкости, создавая тем самым винтовые N-заходовое на фиг. 3 N=2 движение потока пара и жидкости, при этом поток пара движется относительно потока жидкости по обратному винту. Использование многозаходовой конструкции тепломассообменной перекрестноточной колонны с винтовым движением потоков пара и жидкости позволяет увеличить путь движения газа (пара) и число контактных ступеней по высоте колонны.
Класс B01J19/32 элементы насадки в виде решетки или сборных элементов для образования звена или модуля внутри аппарата для тепло- и массопередач