НАСАДОЧНАЯ КОЛОННА

Предлагаемое техническое решение относится к насадочным массообменным аппаратам для систем «газ - жидкость» и может найти применение в химической, нефтехимической, нефте- и газоперерабатывающей промышленности, металлургическом и коксохимическом производстве, а также в промышленной экологии при очистке дымовых газов и вентиляционных выбросов.
Известна конструкция насадочной колонны, состоящей из корпуса с патрубками входа и выхода газа и жидкости, опорных решеток и уложенной на них насадкой в виде колец Рашига, колец с перегородками, колец Паля, седел Берля или «инталлокс». Для улучшения смачивания насадки в колоннах большого диаметра насадку укладывают слоями (секциями) высотой 2-3 м и под каждой секцией устанавливают перераспределители жидкости для нейтрализации пристенного эффекта, когда жидкость движется у стенок колонны, а газ по ее центру. (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971 издание восьмое, переработанное, стр.468-472)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится неравномерное распределение жидкости и газа по объему колонны, а также необходимость установки перераспределителей жидкости, что приводит к увеличению размеров колонны.
Известна конструкция насадочной колонны, в которой в корпус на опорные решетки упорядочение уложена насадка, состоящая из перфорированного кольца, снабженного внешними кольцевыми элементами с продольными вырезами, присоединенными с помощью ребер к перфорированному кольцу (авт. св. СССР №294399, В01Д 53/18, 1979).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточно равномерное распределение жидкости и газа по объему колонны, когда основная часть газа движется по центру, а жидкость по периферии сечения колонны у ее стенок, что приводит к необходимости установки перераспределителей жидкости и увеличению высоты колонны.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту по совокупности признаков является насадочная колонна, содержащая цилиндрический корпус и насадку в виде многорядно уложенных в ней колец, при этом боковая поверхность колец насадки изогнута по окружности с радиусом R=0,08-0,1 м, а кольца вертикально упорядоченно установлены в рядах выпуклой стороной к оси корпуса колонны. (патент РФ №2310504 B01J 19/30, 2006).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится сложность эксплуатации известной насадочной колонны, связанная с трудностями упорядочной установки в рядах колец насадки внутри корпуса колонны, особенно при небольшом ее диаметре, что увеличивает время подготовки колонны к работе и замене колец при остановке колонны на ремонт.
Техническим результатом предлагаемой конструкции насадочной колонны является упрощение конструкции, позволяющее уменьшить затраты времени на упорядоченную установку в рядах колец насадки внутри корпуса и их замену при остановке колонны на ремонт за счет объединения колец по рядам.
1
4
Поставленный технический результат достигается тем, что в насадочной колонне, содержащей цилиндрический корпус и насадку в виде многорядно уложенных в нем колец с боковой поверхностью изогнутой по окружности с радиусом R=0,08-0,1 м и вертикально упорядоченно установленных в рядах выпуклой стороной к оси корпуса колонны, при этом в боковой поверхности каждого кольца выполнено отверстие на расстоянии / от верхнего края и кольца соединены проволокой, продетой в отверстия и имеющей форму круга диаметром равным диаметру ряда.
1
4
Выполнение в боковой поверхности каждого кольца отверстия на расстоянии / от верхнего края, т.е. выше центра тяжести, и соединение их в ряды проволокой, продетой в эти отверстия и имеющей форму круга диаметром равным диаметру ряда, позволяет быстро устанавливать эти ряды внутри корпуса. Легкость упорядоченной установки рядов колец насадки внутри корпуса связана с тем, что под действием силы тяжести нижние края колец самопроизвольно устанавливаются горизонтально на опорную решетку или на ранее установленный ниже находящийся ряд насадки. Также быстро при остановках колонны на ремонт и замену колец насадки ряды легко и быстро можно удалять за проволоку из корпуса, очищать поверхность насадки от отложений путем чистки и промывки.
1
4
На фиг.1 показан общий вид кольца насадки с отверстием в боковой поверхности на расстоянии / от верхнего края; на фиг.2 - ряд колец насадки, соединенных проволокой, продетой в эти отверстия и и имеющей форму круга диаметром равным диаметру ряда; на фиг.3 - фрагмент высоты насадочной колонны в разрезе.
В каждом кольце 1 насадки в его боковой стенке выполнено отверстие 2 на высоте h от верхнего края кольца, составляющего 0,25 высоты кольца Н. В кольца 1 насадки сквозь отверстие 2 продета проволока 3, имеющая форму круга диаметром D равным диаметру ряда.
Каждый круг проволоки 3 диаметром D с кольцами 1 насадки упорядочение установлен в виде ряда того же диаметра внутри корпуса 4 колонны, причем нижний ряд установлен на опорную решетку 5.
Перед установкой ряда диаметром D с кольцами 1 насадки в корпус 4 насадочной колонны выбирают длину проволоки 3, соответствующую длине круга, занимаемой этим рядом в слое насадки. Проволоку 3 изгибают по форме круга диаметром D и продевают в отверстия 2 насадки 1 так, чтобы выпуклые стороны колец 1 были обращены внутрь круга. Тогда при установке такого ряда внутрь корпуса 4 кольца 1 насадки будут упорядочение установлены в рядах выпуклой стороной к оси колонны.
Таким образом, заготовив заранее ряды на проволоках 3, имеющих форму круга диаметром D равным диаметру ряда, с кольцами 1 насадки можно легко и быстро устанавливать эти ряды упорядочно по слоям с образованием насадки в корпусе 4 насадочной колонны. Также легко и быстро кольца 1 насадки с проволоками 3 можно удалять из корпуса 4, очистить боковую поверхность колец 1 от отложений или снять отработанные кольца 1 с проволок 3 и установить на этих проволоках новые кольца 1 насадки. Все это упрощает эксплуатацию насадочной колонны и позволяет уменьшить затраты времени на упорядоченную многорядную укладку колец 1 в корпус 4, способствует увеличению производительности, снижению трудозатрат и повышению техники безопасности.