close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5780

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5780
(13) C1
(19)
7
(51) B 01J 10/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
МАССООБМЕННЫЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ АППАРАТ
(21) Номер заявки: a 20000007
(22) 2000.01.04
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Гродно Азот" (BY)
(72) Авторы: Смирнов Олег Александрович;
Колесниченко Иван Григорьевич; Лакомкин Александр Андреевич (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Гродно Азот" (BY)
BY 5780 C1
(57)
1. Массообменный газожидкостной аппарат, включающий корпус c установленными
по высоте тарелками, содержащими газовые патрубки, охваченные перфорированными
колпачками, отличающийся тем, что перфорация выполнена в виде круглых отверстий
поярусно, при этом жестко прикрепленные основанием к полотну тарелок колпачки частично или полностью выполнены из гидрофобного материала.
2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что из гидрофобного материала выполнена
только часть колпачка, содержащая отверстия.
Фиг. 1
BY 5780 C1
(56)
Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976. - С. 425-427.
RU 94019073 A1, 1996.
RU 94020203 A1, 1996.
RU 2136361 C1, 1999.
JP 59209606 A, 1984.
US 4620952 A, 1986.
US 4851198 A, 1989.
US 5061408 A, 1991.
Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может быть использовано в нефтехимической, химической промышленности, а также в производстве минеральных удобрений, в частности аммиачной воды, в том числе особой чистоты.
Известен массообменный газожидкостной аппарат, включающий корпус с установленными по высоте ситчатыми тарелками [1].
Недостатком известного устройства является то, что использование ситчатых тарелок
обусловливает узкий диапазон допускаемых нагрузок по газу. В условиях санитарной
очистки газов это не приемлемо из-за обычно существенного колебания содержания инертов в отходящем газе.
В качестве прототипа изобретения выбран массообменный газожидкостной аппарат,
включающий корпус с установленными по высоте тарелками, содержащими газовые патрубки, охваченные перфорированными колпачками [2].
Недостатком прототипа является периодическое опорожнение колпачков, что обусловливает резкое снижение технологической эффективности аппарата из-за недопустимого
(аварийного) проскока газа. Так, на практике при эксплуатации известного устройства в
производстве аммиачной воды в системе санитарной очистки отходящих газов, содержащих инерты (азот и др.) и быстрорастворимый газ (аммиак), происходит интенсивное поглощение аммиака, что приводит к резкому понижению давления в колпачке. Это
вызывает эжектирование (засасывание) жидкости из тарелки в газовые патрубки и через
них на нижележащую тарелку. Процесс опорожнения тарелок, начавшийся на одной их
них, последовательно распространяется на остальные. Аналогичный эффект возникает и в
результате наличия колебаний (пульсаций) давления в устройстве, возникающий при
осуществлении традиционных технологических операций (периодический отвод жидкой
фазы из кубовой зоны колонны, сопровождаемый изменением уровня жидкости в кубе
при незначительной нагрузке устройства по газу).
Задача, решаемая данным изобретением, - повышение технологической эффективности и стабилизация работы устройства, особенно, в условиях очистки смеси газов с высоким содержанием хорошо растворимого компонента и пульсаций давления в устройстве.
Сущность изобретения заключается в следующем. Известное устройство включает
корпус с установленными по высоте тарелками, содержащими газовые патрубки, охваченные перфорированными колпачками. Согласно изобретению, перфорация выполнена в
виде круглых отверстий поярусно, при этом жестко прикрепленные к полотну тарелки
колпачки частично или полностью выполнены из гидрофобного материала. Из гидрофобного материала может быть выполнена только часть колпачка, содержащая отверстия.
Существенность отличительных признаков изобретения состоит в следующем.
1. Перфорация выполнена в виде круглых отверстий. Это способствует предотвращению поступления жидкости на тарелке в колпачок из-за сил поверхностного натяжения
жидкости, образующих в отверстии искривленную пленочную поверхность, что создает
над ней давление, направленное в сторону жидкости (в гидродинамике оно известно как
"лапласово давление") и препятствующее продвижению жидкости в колпачок. Т.е. имеет
место эффект "обратного клапана".
2
BY 5780 C1
2. Перфорация выполнена поярусно. Такое решение обеспечивает повышение стабильности работы устройства в широком диапазоне нагрузок: при возрастании нагрузки по газу
происходит "включение в работу" нижележащего яруса, при снижении нагрузки - наоборот.
3. Колпачки жестко прикреплены к полотну тарелки. Это предотвращает поступление
жидкости под колпачок и обеспечивает условия для эффекта "обратного клапана".
4. Колпачки частично или полностью выполнены из гидрофобного материала. Такое
решение исключает смачиваемость жидкостью стенок колпачка, в результате чего величина "лапласового давления" возрастает, обеспечивая устойчивость эффекта "обратного
клапана" в широком диапазоне нагрузок и колебания (пульсаций) давления.
5. Из гидрофобного материала выполнена только часть колпачка, содержащая отверстия. Так как эффект "обратного клапана" обеспечивается только в отверстиях колпачка,
то, возможно, только эту зону выполнять из гидрофобного материала, что снижает потребление гидрофобного материала для колпачка.
Совокупность отличительных признаков основного пункта формулы обеспечивает в
устройстве новый физический эффект - "обратного клапана", обеспечивающий решение
задачи, что свидетельствует об их соответствии критерию "существенные отличия" и обязывает их рассмотрение во взаимосвязи.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид устройства,
фронтальный разрез; на фиг. 2 - колпачок из гидрофобного материала, разрез; на фиг. 3 вариант частичного выполнения колпачка из гидрофобного материала.
Массообменный газожидкостной аппарат содержит корпус 1, установленный на кубовой части 2, штуцеры ввода и вывода газа 3, 4 и жидкости 5, 6. Внутри корпуса 1 по высоте размещены тарелки 7, содержащие газовые патрубки 8, охваченные колпачками 9,
основание которых жестко прикреплено к полотну тарелки 7. Боковая поверхность колпачков 9 перфорирована в нижней зоне поярусно сквозными отверстиями 10. Весь колпачок или его часть, содержащая отверстия 10, выполнена из гидрофобного материала
(например, оргстекло). Толщина колпачков в зоне отверстий 10 должна быть не менее 2-х
диаметров отверстий 10. Тарелки 7 соединены между собой гидрозатворами 11.
Устройство работает следующим образом. Газоаммиачная смесь с содержанием аммика свыше 80 % (об.) поступает в устройство через 3 и поступает на нижерасположенную тарелку 7, входит через газовые патрубки 8 внутрь колпачка 9 и через отверстия 10
выходит в слой жидкости, барботирует через него. Так как отверстия 10 размещены поярусно, то при возрастании нагрузки по газу происходит "включение в работу" нижележащего яруса, при снижении нагрузки - наоборот. При прохождении тарелки 7 основная
часть аммиака (хорошо растворимый газ) поглощается жидкостью, а газовая смесь с незначительным количеством аммиака поступает на вышележащую тарелку, где процесс
контактирования газа и жидкости повторяется. После прохождения верхней тарелки 7 газ,
полностью очищенный от аммиака, выходит из устройства через штуцер 4. Жидкость (вода)
подается в устройство через штуцер 5 и последовательно перетекает с верхней тарелки 7
на нижнюю и с нее в виде аммиачной воды - в куб 2. Из куба 2 аммиачная вода периодически (или непрерывно) отводится потребителю через штуцер 6. При работе устройства,
особенно при периодическом отводе продукта из куба 2 имеют место колебания (пульсации) давления в газовой фазе, особенно под нижней тарелкой. При этом при понижении
давления под нижней тарелкой газ перестает барботировать через отверстия 10 колпачка 9
и жидкость образует в отверстии 10 (преимущественно на его границе) пленку, искривленную в сторону колпачка. Так как зона отверстий 10 при этом выполнена из гидрофобного материала, то поступления жидкости с тарелки в колпачок не происходит из-за
действия сил поверхностного натяжения жидкости, образующих в отверстии искривленную
пленочную поверхность, что создает над ней давление, направленное в сторону жидкости
(в гидродинамике оно известно как "лапласово давление"). Т.е. имеет место эффект "обратного клапана". При этом уровень жидкости на всех тарелках 7 сохраняется. После стабилизации (подъема) давления процесс прохождения газа через тарелки возобновляется.
3
BY 5780 C1
Источники информации:
1. Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976. - С. 425.
2. Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976. - С. 426.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
116 Кб
Теги
by5780, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа