Аппарат для контакта жидкости с газом

 

АППАРАТ ДЛЯ КОНТАКТА ЖИДКОСТИ С ГАЗОМ, содержащий корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости, размещенные по высоте аппарата секции с вогнутыми слоями насадки на основании, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона эффективной работы, каждая секция снабжена верхним основанием , при этом основания по оси выполнены вогнутыми и установлены с возможностью их относительного перемещения по высоте аппарата.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1007710 ую В 01 D 53/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3348762/23-26 (22) 29. 10..81 (46) 30.03.83 ° Бюл. И 12 . (72) Г.к.зиберт, В.И. Гибкин и И.А.Александров (71) Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры Всесоюзного промыш ленного объединения "Союзнефтехиммаш" (53) 66.015.23.05(088.8). (56) 1. Патент Великобритании

М 1084794, кл. 81R, 1972, 2. Патент США и 2055162, кл. 261-24, 1977 (прототип).

1 (54)(57) АППАРАТ ДЛЯ КОНТАКТА ЖИДКОСТИ С ГАЗОМ, содержащий корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости, размещенные по высоте аппарата секции с вогнутыми слоями насадки на основании, о т л и ч а ашийся тем, мто, с целью расширения диапазона эффективной работы, каждая секция снабжена верхним основанием, при этом основания по оси выполнены вогнутыми и установлены с возможностью их относительного перемещения по высоте аппарата.

10 07710

2. Аппарат по и.1, о т л и ч а ю- стяжным устройством основа—

ul и и с.я тем, что насадка выполнена упругой. 4. Аппарат по пп.1 и 2, о т л и

3. Аппарат по и. 1, о т л и ч а ю- ч а ю шийся тем, что основания шийся тем, что он снабжен выполнены в виде крестовин.

1

Изобретение может быть использовано в газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, химической и дру.гих отраслях промышленности и относится к тепломассообменным аппаратам для разделения, например, углеводородных смесей.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости с внутренними устройствами, представляющими собой пакеты насадки,, выполненные из рифленного ленточного мате риала. Жидкость в этих аппаратах подается на верхний слой насадки, смачивает ее и стекает по ее каналам зигзагообразно вниз навстречу газу или пару, поднимающемуся с низа колонны (1 3.

Недостатком таких аппаратов явля- 2О ется малоэффективная работа при незначительном увеличении нагрузок по газу или жидкости. Это объясняется тенденцией к перетеканию жидкости со слоя насадки на стенки колонны, так как при повышенной скорости газового потока он движется в основном вдоль вертикальной оси по центру аппарата, отбрасывая жидкость к периферии. 30

В результате газовый поток движется по центральной части, а жидкость в основном вдоль стенок аппарата, не взаимодействуя между собой. Этим самым резко снижается эффективность массообмена.

Известен также аппарат для контакта жидкости с газом, содержащий корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости, размещенные по высоте аппарата секции с вогнутыми слоями насадки на основании.

Насадка заполняет аппарат горизонтальными секциями и выполнена в виде линз (чечевиц), благодаря применению специальной технологии за2 сыпки от периферии к центру она размещается в аппарате вогнутыми слоями.

Такая конструкция частично устраняет вышеуказанные недостатки за счет того, что насадка вызывает эффект непродольного отражения струящихся вниз потоков жидкости к вертикальной оси колонны. Ввиду этого жидкостной поток. направляется к центру аппарата навстречу основному газовому потоку поднимающегося газа (2 ).

Недостатком аппарата является узкий диапазон эффективной работы в связи с тем, что ограничен угол вогнутых слоев насадки, который не может быть больше угла естественного откоса линз, засыпанных на горизонтальное плоское основание.

Поэтому при более высоких нагрузках по газу вышеуказанный эффект непродольного отражения ниспадающей жидкости (эффект транспортировки ее от стенки к центру ) не будет иметь место в достаточной степени.

В этом случае (при повышенных нагрузках) газ движется в основном по вертикальной оси аппарата без контакта с жидкостью, стекающей в основном по стенкам аппарата.

Недостатком конструкции является также постоянный угол наклона вогнутых слоев насадки от периферии к центру. В связи с этим сила, действующая на поток жидкости и направляющая его .к центру, одинакова. Однако оторвать жидкость, стекающюй re стенке аппарата, и направить ее в центр значительно труднее, чем обеспечить транспорт жидкости по слою насадки от. соседних к центру зон к оси аппарата. Поэтому для преодоления указанного недостатка в аппарат необходимо засыпать линзы разных размеров (а. значит, требуется и изготавливать различные линзы) для обеспечения переменного угла наклона

3 10077 слоев насадки и транспорта жидкостик центр аппарата.

Кроме того, не все слои насадки одной секции одинаковы, т.е. не проходят от стенки аппарата до его центра (имеются "мертвые" зоны), а следовательно, эти слои не обеспечивают транспорт жидкости.от стенки к оси аппарата, что,в свою очередь, снижает диапазон эффективной работы колонны. 1в

Недостатком аппарата является также трудность монтажа и демонтажа наполнителя.

Трудность монтажа. заключается в том, что с целью обеспечения эффекта непродольного отражения ниспадающей жидкости засыпка наполнителя осуществляется через бункер (воронку ), который при заполнении аппарата должен равномерно двигаться относительно неподвижного корпуса по окружности с диаметром, несколько меньшим его диаметра, что придает насадке определенный угол естественного отко са.Трудность при демонтаже заключается в необходимости применения ручного труда для извлечения насадки (са- . мостоятельно насадка высыпается лишь частично ).

Цель изобретения -. расширение диа- З пазона эффективной работы.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем корпус со штуцерами входа и выхода газа и жид- .. кости, размещенные по высоте аппарата секции с вогнутыми слоями насадки на основании, каждая секция снабжена верхним основанием, при этом основания по оси выполнены вогнутыми и

I установлены с возможностью их относительного перемещения по высоте аппарата, насадка выполнена упругой и аппарат снабжен стяжным устройством оснований.

Кроме того, основания могут быть выполнены в виде крестовин.

На фиг.1 изображен аппарат с упругой насадкой, общий вид; на фиг.2 вариант аппарата с насыпной насадкой.

Устройство состоит из корпуса 1 со штуцерами 2 и 3 входа и выхода газа и штуцерами 4 и 5 входа и выхода жидкости. По оси аппарата размещена тяга 6, закрепленная с помощью, например, резьбового соединения 7 во втулке 8 опорной перекладины 9, связанной с корпусом 1. По высоте тяги 6 расположены вогнутые по центру основания, например, в виде

10 1 крестовин 10, между которыми находятся пакеты 11 насадки. Основания снабжены стяжным устройством 12.

Для одновременного демонтажа всей . начинки аппарата тяга б внизу снабжена буртиком 13, который является опорой вышележащих оснований.

Вверху тяга 6 имеет, к примеру, реэьбовое соединение 14, играющее роль прижимного устройства для уплотнения всех пакетов насадки, в частности, к внутренней стенке àïïàрата при их монтаже. Группы пакетов

И насадки отделены друг от друга дистанционным патрубком 15, раэме" щенным на тяге 6, и образуют зону, свободную от насадки,.или зону с меньшей, чем пакеты 11, плотностью насадки.

При использовании общей тяги (фиг. 1) в аппарате применяется насадка, выполненная из упругого материала, что позволяет обеспечить необходимую плотность насадки, а"также ее плотное прилегание к стенкам аппарата.

На фиг.2 изображена модификация предлагаемой конструкции с использованием индивидуальной тяги, выполненной из опорной лапки 1б и стягивающего устройства, например, шпильки

17 и перфорированного основания .18.

При этом одно (нижнее )основание закреплено жестко к корпусу аппара" -. та, а в качестве насадки использованы линзы, которые благодаря опреде" ленной вогнутости основания и стягивающему устройству образуют каналы для прохода жидкости от Стенки к центру аппарата больше их угла естественного откоса, а также обеспечивают Плотное прилегание к стенкам àïïàрата. . Аппарат работает следующим образом.

Жидкость через штуцер входа 4 подается на пакеты 11 насадки и смачивает ее развитую поверхность. За счет определенной вогнутости крее" тонин 1 О, а следовательно, и пакетов

1I насадки под действием силы тяжести жидкость стекает к центру аппара" . та, к тяге 6, а газ барботирует через этот жидкостной поток, образуя в слое насадки развитую поверхность массообмена.

В зоне аппарата между пакетами насадки, .образованной дистанционным патрубком 15, поднимающийся газовый

1007710 4 ленной величины вогнутости слоев насадки обеспечить широкий диапазон н- эффективной работы аппарата.

Использование предлагаемой кон.ю струкции позволит также увеличить . эффективность как массообмена, так

t и сепарации, благодаря тому, что поверхность вогнутой секции больше, чем горизонтальной.

Составитель А. Сондор

Редактор Н.Кешеля Техред Л, Пекарь Корректор А.ференц

Заказ 2 182/8 Тираж 686 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 поток распыляет в центре жидкость, обеспечивая массообмен в этой зоне и отбрасывает ее к периферии (к сте кам аппарата ): Далее жидкость, по- . падая на слои насадки, опять транс" портируется к центру и процесс повторяется.

Таким образом, благодаря зигзаго образному движению жидкости от цент . ра аппарата к .периферии и обратно при стекании ее вниз. значительно удлиняется ее путь, а следовательно, и время контакта с газом, что также ведет к увеличению эффективности массообмена. 35

Кроме того, эффект перераспределения жидкостного потока от тенок к центру обеспечивается не только оттоком жидкости от периферии ввиду вогнутости каналов насадки, но и в ро связи с тем, что поднимающийся газовый поток также перераспределяется в зоне свободной от насадки (или

Ф . в зоне с ее меньшей плотностью), обтекая вершину вышележащей вогнутуй 25 секции и направляясь к стенкам колон ны, способствуя тем самым и перераспределению жидкости.

Использование предлагаемой конструкции позволит за счет опреде- Зв

Кроме того, использование изобретения даст возможность выполнить с вогнутыми слоями, а значит, и применять разнообразные типы насадок, например в виде пакетов, обладающих свойством упругости, или любые насыпные насадки.

Предлагаемая конструкция позволит также значительно .упростить монтаж насадки, для чего необходимо разместить на основании пакеты и затем прижать их верхним основанием без использования специальной технологии засыпки наполнителя.

Кроме того, упрощается демонтаж насаДки приложением к общей тяге усилия вертикально вверх, возможно одновременное и быстрое извлечение всех пакетов насадки.