Прямоточная колонпа для скоростного массообмена
33929I
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства № 288877
Заявлено 06.Х.1970 (№ 1482190/23-26) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 24.Ч.1972. Бюллетень № 17
Дата опубликования описания 19.VI.1972
М. Кл. В 0ld 3/26
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 66.015.23.05 (088.8) ! Р СЕСОЮЗМАЯ
Автор изобретения
О. И. Прокопов
Заявитель
Уфимский филиал Государственного научно-исследовательского и проектного института нефтяного машиностроения
ПРЯМОТОЧНАЯ КОЛОННА ДЛЯ СКОРОСТНОГО
МАССООБМЕНА
Изобретение относится к прямоточным колоннам скоростного массообмена и может быть использовано для процессов абсорбции, десорбции, ступенчатой ректификации и других.
По основному авт. свид. № 288877 известна прямоточная колонна скоростного массообмена, состоящая из корпуса с размещенными внутри него контактными тарелками в форме усеченных конусов, под кото рыми установлены конусные или двухконусные отбойники, ооразующие с плоскостью тарелки кольцевые сопла.
Недостатком известной колонны является ограниченный диапазон работы, который объясняется постоянным свободным сечением на контактных тарелках. Например, при малых нагрузках по газу эффективность массообмена и звестной колонны резко падает, так как в свободном сечении тарелки, т. е. в сопле, газы имеют малую скорость движения, при которой не происходит эжектирования жидкости и последняя проваливается на нижележащую тарелку. При больших нагрузках по газу резко повышается гидравлическое сопротивление на тарелке, и это ограничивает производительность колонны в целом.
Предлагаемое устройство устраняет эти недостатки благодаря тому, что двухконусные отбойники соединены между собой общей гягой, снабженной упругой регулируемой подвеской с расположенной под ней мембраной, дифференцирующей входное и выходное давление газов.
5 На чертеже показана прямоточная колонна в р азрезе.
Колонна содержит корпус 1, с закрепленными внутри него контактными та релками 2, над которыми установлены двухконусные от10 бойники 8 с усеченными конусами снизу, соединенные между собой общей пустотелой тягой 4, на верхнем конце которой шарнирно закреплена петля 5, распределительную тарелку
6, пружину 7, закрепленную на петле 8, шар15 нирно связанной с винтовым штоком 9, мембр а ну 10.
Пружина 7 может быть расположена в нижней части колонны под тягой 4, выполняя роль упругой опоры, а также заменена магнитны20 ми опорами. Пустотельная тяга 4 может быть выполнена сплошной, а полость над мембраной 10 сообщаться с нижней частью колонны отдельным трубопроводом.
Прямоточная колонна для скоростного мас25 сообмена р аботает следующим обр азом.
Вращая винтовой шток 9, устанавливается такое натяжение пружины 7, при котором тяга 4 и скрепленные с ней двухконусные отбойники 3 попадают во взвешенное состояние.
30 Отбойники оказывают на контактные тарелки
339291
Предмет изобретения ноаиь
Составитель С. Баранова
Техред Л. Куклина
Корректор Е. Зимина
Редактор Л. Василькова
Заказ 1802(6 Изд. № 815 Тираж 448 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я(-35, Раушская наб., д, 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
2 давление, близкое к нулю, однако, не отрываясь от их поверхности, кольцевые сопла остаются в закрытом состоянии. Газы вводятся в колонну под распределительную тарелку
6, а жидкость — на нее. Под мембраной 10 создается некоторый перепад давления по отношению к полости колонны над ней, которая сообщается с нижней частью колонны через пустотелую тягу 4. Малейший перепад давления воздействует на мембрану 10, а последняя — на тягу 4 и скрепленные с ней двухконусные отбойники 8, равновесное состояние которых изменяется и они поднимаются с поверхности конусных тарелок 2, образуя соответствующий зазор в кольцевых конусных соплах. Газы, двигаясь в колонне сверху вниз на высокой скорости, проходят через кольцевое конусное сопло верхней тарелки 2 и захватываютжидкость, поступающую из распределительной тарелки б. Высокоскоростной поток газов разбивает захваченную жидкость в мелкую дисперсную фазу и направляет ее K оси колонны. В это время происходит массообмен в мелкой дисперсной фазе, имеющей большую площадь контактирования. В мнимой вершине кольцевого конусного сопла на оси колонны происходит перекрестное сталкивание дисперсных фаз, составляющая скорость газового потока принимает направление вниз по оси колонны, а капли жидкости ударяются и отбиваются на поверхности тяги 4, где дробятся, обмениваются и перемешиваются массами, обновляют площадь контактирования, а затем увлекаются составляющей скорости газового потока и собственного веса вниз. В это время происходит массообмен фаз между пленкой жидкости с интенсивно обновляющейся поверхностью и газом. Двигаясь вниз, газовый поток огибает конусную поверхность отбойника 8, а столб жидкости отбивается на его поверхность, и под действием сил трения в зоне контактирования и собственного веса газ — жидкость в виде пленки увлекается в сопла нижележащей тарелочки 2. В это время происходит массообмен между пленкой жидкости и газом. На нижележащей та релке цикл повторяется. Проконтактированные фазы газ и жидкость выводятся снизу колонны.
С увеличением нагрузки по газу, перепад давления на мембране 10 стремится к увеличению, что вызывает подъем двухконусных отбойников 8 и увеличение проходного сечения кольцевых конусных сопел тарелок 2, снижая их гидравлическое сопротивление.
Изменять гидравлическое сопротивление колонны и задавать определенный перепад давления газов или специальных условий режима, а также компенсацию веса жидкости в зависимости от ее нагрузки, находящейся на поверхности тяги 4 и двухконусных отбойников
8, можно изменением силы натяжения пружины 7.
Прямоточная колонна для скоростного массообмена по авт. св. № 288877, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона работы и изменения аэродинамических характеристик, двухконусные отбойники соединены между собой общей тягой, снабженной упругой подвеской с расположенной под ней мембраной.
