close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY17240

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2013.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 17240
(13) C1
(19)
B 01J 19/18
C 01D 21/14
(2006.01)
(2006.01)
РЕГЕНЕРАТОР
(21) Номер заявки: a 20101220
(22) 2010.08.13
(43) 2012.04.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Гродно Азот" (BY)
(72) Авторы: Тарновецкий Анатолий Васильевич; Лакомкин Александр
Андреевич; Валюшко Андрей Иванович; Богданов Валерий Валентинович; Хамчук Владимир Викторович; Городник Олег Николаевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Гродно Азот" (BY)
(56) Справочник азотчика. Физико-химические свойства газов и жидкостей.
Производство технологических газов.
Очистка технологических газов. Синтез аммиака. - М.: Химия, 1986. - С. 271.
SU 971463, 1982.
RU 2363529 C2, 2009.
RU 2381823 C1, 2010.
BY 17240 C1 2013.06.30
(57)
1. Регенератор, содержащий вертикальный корпус, в нижней части которого подключены один или несколько циркуляционных кипятильников раствора для получения парогазовой смеси и штуцер вывода регенерированного раствора, в средней части вертикального
корпуса размещена зона контактного массообмена парогазовой смеси и загрязненного
раствора с установленным над ней штуцером ввода загрязненного раствора, в верхней части вертикального корпуса размещена зона водной промывки и сепарации парогазовой
смеси с установленным над ней штуцером ввода воды с патрубком, штуцер вывода парогазовой смеси, отличающийся тем, что на конце патрубка штуцера ввода воды жестко
Фиг. 1
BY 17240 C1 2013.06.30
размещен конический насадок, направленный вершиной вниз, перфорированный однонаправленными прорезями и выполненный с возможностью формирования системы пространственных жидкостных струй в виде конического завихрителя.
2. Регенератор по п. 1, отличающийся тем, что однонаправленные прорези в насадке
выполнены с перекрытием в плане.
Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может применяться для
термической регенерации (восстановления) химически загрязненных растворов, например
для выделения диоксида углерода из циркуляционного моноэтаноламинового раствора в
системах очистки конвертированного газа в производствах метанола и аммиака.
Прототипом изобретения выбран регенератор, содержащий вертикальный корпус, в
нижней части которого подключены один или несколько циркуляционных кипятильников
раствора для получения парогазовой смеси и штуцер вывода регенерированного раствора,
в средней части вертикального корпуса размещена зона контактного массообмена парогазовой смеси и загрязненного раствора с установленным над ней штуцером ввода загрязненного раствора, в верхней части корпуса размещена зона водной промывки и сепарации
парогазовой смеси с установленным над ней штуцером ввода воды с патрубком, штуцер
вывода парогазовой смеси [1].
Основным недостатком известного устройства является снижение его производительности во время работы, что лимитирует производительность всего производства (метанола, аммиака). Это обусловлено тем, что в зоне водной промывки парогазовой смеси
используется комплект колпачковых тарелок. Особенностью работы такой системы является то, что подача воды в зону промывки осуществляется периодически (по мере необходимости восполнения потерь за счет испарения воды из раствора в кубовой части). В
условиях прекращения подачи воды на орошение колпачковых тарелок происходит упаривание теплом поступающей в тарелки парогазовой смеси находящегося там первоначально разбавленного раствора. Это приводит к образованию отложений, забивке
проходного сечения тарелок, особенно в зоне выхода из колпачков. За счет снижения величины проходного сечения (из-за забивки отложениями) возрастает скорость парогазовой смеси при прохождении через зону промывки, что приводит к уносу жидкой фазы на
следующую технологическую стадию и обуславливает необходимость снижения нагрузки
или остановки аппарата. Это приводит к снижению как экономичности всего производства, так и его эксплуатационной надежности.
Задача, на решение которой направлено изобретение, - стабилизация и повышение
производительности регенератора, снижение материалоемкости, повышение эксплуатационной надежности.
Поставленная задача решается в регенераторе, содержащем вертикальный корпус, в
нижней части которого подключены один или несколько циркуляционных кипятильников
раствора для получения парогазовой смеси и штуцер вывода регенерированного раствора,
в средней части вертикального корпуса размещена зона контактного массообмена парогазовой смеси и загрязненного раствора с установленным над ней штуцером ввода загрязненного раствора, в верхней части корпуса размещена зона водной промывки и сепарации
парогазовой смеси с установленным над ней штуцером ввода воды с патрубком, штуцер
вывода парогазовой смеси, в котором, согласно изобретению, на конце патрубка штуцера
воды жестко размещен конический насадок, направленный вершиной вниз, перфорированный однонаправленными прорезями и выполненный с возможностью формирования
системы пространственных жидкостных струй в виде конического завихрителя. Прорези в
насадке выполнены с перекрытием в плане.
2
BY 17240 C1 2013.06.30
Существенность отличий изобретения и их влияние на решение поставленной задачи
заключается в следующем.
На конце патрубка штуцера воды жестко размещен конический насадок, направленный вершиной вниз, перфорированный однонаправленными прорезями и выполненный с
возможностью формирования системы пространственных жидкостных струй в виде конического завихрителя. Такое техническое решение обеспечивает создание новой системы
промывки газа из пространственных жидкостных (водных) струй в виде конического завихрителя, направленного вершиной вверх, что обеспечивает появление в системе регенератора принципиально новых функциональных свойств. Так, это позволяет полностью
исключить применение материалоемких промывных тарелок (колпачковых, ситчатых и
др.) и, следовательно, исключить процессы забивки проходного сечения тарелок из-за образующихся трудноудаляемых отложений. Благодаря тому что поверхность контакта парогазовой смеси с промывной водой выполнена в виде жидкостной пленки, т.е. является
непрерывно обновляемой за счет скоростного истечения воды, процесс образования отложений исключен в принципе. Так как зона промывки выполнена в виде конического завихрителя, ориентированного вершиной вверх, это создает сепарационный эффект за счет
эжекционного увлечения парогазовой смеси жидкостными струями и переноса их из центральной зоны в периферийную зону. При этом при проходе парогазовой смеси через
жидкостной завихритель происходит закрутка парогазовой смеси и выделение из нее капель за счет действия высокоэффективных центробежных сил. Так как площадь проходного сечения парогазовой смеси в зоне промывки существенно увеличена по сравнению с
прототипом, то значительно снижена скорость парогазовой смеси в этой зоне. Это имеет
следствием два эффекта: снижается гидравлическое сопротивление аппарата и уменьшается унос капель из нижележащей зоны контакта в зону промывки. Это обуславливает
возможность повышения производительности аппарата. Таким образом, исключение образования отложений и снижение скорости парогазовой смеси в зоне ее промывки, а также наличие высокоэффективной сепарации обеспечивают необходимые физические
условия для стабилизации нагрузки и повышения производительности аппарата. Так как
материалоемкость насадка (0,5 кг) во много раз ниже материалоемкости тарелок (830 кг),
то такое решение обеспечивает существенное снижение материалоемкости элементов аппарата, что имеет экономическое значение при необходимости замены забитых отложениями тарелок.
Прорези выполнены в насадке с перекрытием в плане. Такое решение обеспечивает
надежное перекрытие в плане пространственных жидкостных струй на достаточной их
длине. Это повышает степень закрутки парогазовой смеси при прохождении через зону
промывки и способствует повышению производительности аппарата.
Сущность изобретения поясняется фигурами, на фиг. 1 - регенератор, фронтальный
разрез; на фиг. 2 - размещение прорезей в насадке.
Регенератор содержит вертикальный корпус 1, закрытый снизу крышкой 2, а сверху
крышкой 3. В нижней части корпуса подключен один или несколько циркуляционных кипятильников 4 раствора в виде обогреваемых кожухотрубчатых теплообменников для получения парогазовой смеси. В качестве греющего агента в кипятильнике 4 может
использоваться водяной пар или теплофикационная вода. В нижней крышке 2 размещен
штуцер 5 вывода регенерированного раствора. В средней части корпуса 1 размещена зона
6 контактного массообмена парогазовой смеси и загрязненного раствора (тарельчатая или
насадочная) с установленным над ней штуцером 7 ввода загрязненного раствора. В верхней части корпуса 1 размещена зона 8 водной промывки парогазовой смеси и сепарации
капель с установленным над ней штуцером 9 ввода воды с патрубком 10. На конце патрубка 10 жестко размещен конический насадок 11, направленный вершиной вниз и перфорированный однонаправленными прорезями 12. Прорези 12 выполнены с перекрытием
в плане. В верхней крышке 3 размещен штуцер 13 вывода парогазовой смеси.
3
BY 17240 C1 2013.06.30
Регенератор работает следующим образом. Загрязненный раствор, содержащий химически связанный диоксид углерода в моноэтаноламиновом растворе, поступает в устройство через штуцер 7 и распределяется в зоне 6, где происходит его контакт с
поднимающейся по высоте зоны парогазовой смесью. В результате контакта происходит
частичная очистка раствора от диоксида углерода. После прохождения зоны 6 частично
очищенный раствор стекает в нижнюю часть корпуса, поступает в кипятильник 4 за счет
разности плотностей раствора, где происходит парообразование части раствора с образованием двухфазной парожидкостной смеси. При парообразовании происходит окончательная очистка раствора от диоксида углерода. Парожидкостная смесь сепарируется в
нижней части корпуса на очищенный раствор и парогазовую смесь. Очищенный раствор
выводится из устройства через штуцер 5 на следующую технологическую стадию. Парогазовая смесь поднимается вверх, проходит через зону 6, обогащаясь диоксидом углерода,
и поступает в зону 8 водной промывки парогазовой смеси. Вода для промывки парогазовой смеси поступает в устройство через штуцер 9, проходит через патрубок 10 и поступает в насадок 11. В насадке 11 проходит через прорези 12 и формирует систему
пространственных жидкостных струй в виде конического "лопастного" завихрителя. Парогазовая смесь, проходя через жидкостной завихритель, приобретает вращательное движение и освобождается от капель раствора. При этом капли раствора осаждаются как на
жидкостных струях завихрителя за счет инерционных сил, так и на стенках корпуса 1 за
счет действия центробежных сил. Осажденные капли стекают в зону 6. Парогазовая смесь
после прохождения зоны 8, полностью освобожденная от жидкой фазы, выходит из
устройства через штуцер 13 и направляется на следующую технологическую стадию для
переработки.
Использование изобретения в производстве метанола обеспечивает стабильную работу регенератора во времени, рост производительности регенератора на 23 %, снижение
материалоемкости зоны промывки с 830 кг до 0,5 кг.
Источники информации:
1. Справочник азотчика: Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака. - 2-е изд.,
перераб. - М.: Химия, 1986. - С. 271, рис. III-42.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
88 Кб
Теги
by17240, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа