Патент ссср 405558

 

) О П И С А Н -Ы Е 405558

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от акт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 26.VI I.1971 (№ 1679313/23-26) М. Кл. В Old 3/20 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Министров СССР

: ao делам ивооретений и открытий

Приоритет—

Опубликовано 05.Х1.1973. Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 21.III.1974

УДК 66.015.23.05 (088.8) Авторы изобретения

О. С. Чехов, В. Н, Фролов, А. П. Цирков, В. С. Ходак, H И. Касимовский, А. М. Локтев, И. Я. Азбель, А. Т. Мышелов, Н. В. Меркулова и Л, В, Меньшова

Московский институт химического машиностроения и Новомосковский химический комбинат

Заявители

МАССООБМЕННАЯ ПРОТИВОТОЧНАЯ БАРБОТАЖНАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относится к классу тарельчатых массообменных устройств, используемых для проведения процессов ректификации, абсорбции и десорбции, в частности при получении азотной кислоты путем поглощения акис- 5 лов азота водой,на контактных тарелках.

Известна тарелка с двумя зонами контакта фаз с противоточным взаимодействием потоков газа и жидкости, которая эксплуатируется в ряде производств. Тарелка состоит из 10 обычной барботажной тарелки, а вторая зона контактирования образуется кольцевой цилиндрической струей (пленкой), .которая форми руется при истечении жидкости из перелива в межтарелочный объем. Пленка перекрывает 15 свободное сечение аппарата. При взаимодействии с,газовым (паровым) потоком она дробится. Однако на такой тарелке газовый поток омывает образуемую пленку снизу и обтекает ее на периферии у обечайки аппарата; при этом не достигается высокой удельной поверхносги контактирования с жидкостью, в результате чего эффективность массопереноса,во второй зоне контакта фаз ниже, чем на барботажной тарелке. При уменьшении .нагрузок по 25 жидкости эффективность второй зоны резко падает, поскольку .начальной энергии истечения жидкости через щель перелива становится недостаточно для того, чтобы жидкостная пленка перекрывала все поперечное сечение 30 колонного аппарата. Для обеспечения достаточной скорости истечения жидкости через щель перелива требуется наличие определенного статического напора в нем, это обстоятельство требует увеличения высоты переливов, что,приводит к увеличению межтарелочного расстояния, Координаты пленочной зоны в свободном сечении аппарата зависят от скорости газового потока. Пр и высоких скоростях

его пленка поднимается выше уровня щели перелива, что увеличивает межтарелочный унос. Поэтому верхний предел нагрузки тарелок по газовой фазе ограничивается скоростями порядка 2,5 м/сек для условий контактирования фаз в системе, воздух — вода.

Цель изобретения — повышение эффективности работы второй зоны контакта фаз путем улучшения условий взаимодействия газа (пара) с жидкостью, распыляемой в кольцевом диффузоре и позволяющей создать работоспособную конструкцию:при малых нагрузках по жидкости.

Работа та,кой тарелки не зависит от колебания жидкостной нагрузки, так как жидкость подается в распылитель — диффузор принудительно потоком газа (пара), при этом гидродинамические условия его работы остаются стабильными как при больших, так и при малых орошениях. Высокая скорость газа (пара) в кольцевом диффузоре создает разрежение

405558 в зоне отбойного диска перелива. Это уменьшает необходимый для истечения статический уровень жидкости в переливе, что, в свою очередь, уменьшает межтарелочное расстояние.

Верхний предел по скорости газа (пара) такой тарелки значительно повышается.

В предлагаемой барботажно-распылительной тарелке отбойный диск, распределяющий истекающую через перелив жидкость, помещен внутри дополнительной секционируюшей обечайки, в днище которой имеется отверстие для выхода газо-жидкостной смеси. Такая тарелка позволяет осуществить интенсивный массоперенос во второй зоне контактирования фаз за счет диспергирования жидкости в кольцевом диффузоре.

Для улучшения сепарации жидкости и предотвращения уноса ее на вышележащую тарелку при высоких расходах газо-жидкостной смеси, когда наблюдается сильный удар потоков об обечайку аппарата и дробление жидкой фазы, секционирующие перегородки выполняют из сетчатых элементов. Тарелка эффективно работает в условиях процессов с ог,раниченной скоростью газа в свободном сечении аппарата, в частности для условий абсорбции окислов азота. В этом случае барботажная зона организуется не по всей площади тарелки, а ограничивается диаметром секционир ую щих обеч аек.

На ф иг. I и 2 схематически, изображена .предлагаемая тарелка, вид в плане .и разрез по А — А; на фиг. 3 — элемент ба рботажнораспылительной тарелки — кольцевой диффузор в одном коническом варианте исполнения; на фиг. 4 — то же, в другом варианте, в виде двух конических поверхностей.

Ректи фикационный или абсорбционный аппарат с тарелками состоит из корпусной обечайки 1 и ситчатых тарелок 2, разделен ных сетчатыми перегородками 8 на сообщающиеся между собой секторы. Последние включают барботажную ситчат> ю (колпачковую, клапанную и др.) тарелку, ограниченную диаметром секционирующей обечайки 4, перелив для жидкости 5 с закрепленным на нем дистанционным диском распылителя б и о1бойный диск 7, образующий с нижним срезом re релива щель для истечения жидкости.

Конструкция предлагаемой тарелки между нижним срезом секционирующей обечайки и

5 плато ситчатой (колпачковой, клапанной и др.) тарелки предусматривает зазор, служащий для перетока жидкости в барботажную зону через гидрозатвор, образуемый обечайкой аппарата, секторными перегородками и секго ционирующей обечайкой. Газовый (паровой) поток, поступающий с нижней тарелки, вступает в контакт с жидкостью в барботажном слое, инжектирует истекающую из перелива жидкость в зазор, образованный нижней частью перелива и кольцевым дифф узор ом.

В процессе инжектирования жидкости, вытекающей из перелива, происходит ее дробление, тонкое диспергирование ее с образованием жидкостных капель происходит тогда, когда газожидкостной поток входит в пространство между дистанционным диском и днищем секционирующей обечайки, где его скорость наибольшая. После прохождения распы лительной зоны в свободном объеме аппарата газ сепарируется, жидкость проходит через гидрозатвор по барботажной плоскости тарелки и затем через перелив поступает на нижележащую тарелку, а газ (пар) поднимается на вышележащую тарелку, Описанный ход потоков жидкости и газа (пара) затем повторяется на .каждой тарелке.

Предмет изобретения

Массообменная противоточная барботажная тарелка с двумя зонами контакта фаз с продольно-поперечным секционированием потоков, включающая переливное устройство с

4О расположенным под ним отбойным диском, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации массс передачи в пленочной зоне контакта фаз, в нижней части переливного устройства установлен дистанционный диск и располо45 женная под ним секционирующая обечайка с центральным отверстием, образующие кольцевой диффузор.

405558

Ри Ф

Фиг Г

Составитель А. Сондор

Техред Е. Борисова

Корректор А. Дзесова

Редактор О. Филиппова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 234/14 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5