[go: up one dir, main page]

RU2055628C1 - Method and apparatus for centrifugal rectification - Google Patents

Method and apparatus for centrifugal rectification Download PDF

Info

Publication number
RU2055628C1
RU2055628C1 SU5003663A RU2055628C1 RU 2055628 C1 RU2055628 C1 RU 2055628C1 SU 5003663 A SU5003663 A SU 5003663A RU 2055628 C1 RU2055628 C1 RU 2055628C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
periphery
vapor
phase
liquid mixture
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Нинельевич Лукьянов
Original Assignee
Александр Нинельевич Лукьянов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Нинельевич Лукьянов filed Critical Александр Нинельевич Лукьянов
Priority to SU5003663 priority Critical patent/RU2055628C1/en
Priority to PCT/RU1992/000154 priority patent/WO1993003810A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2055628C1 publication Critical patent/RU2055628C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/30Fractionating columns with movable parts or in which centrifugal movement is caused

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

FIELD: chemical processes. SUBSTANCE: method and apparatus for rectification allow to simplify design of rectification equipment and to increase efficiency of rectification process. Rectification realization method provides for heating of initial liquid mixture under higher pressure, heated liquid mixture throttling with simultaneous making it rotating using its tangential insertion in cylindrical working chamber, vapor-liquid stream artificial cooling in central area of rotation. As a result of throttling vapor phase is formed, that under action of pressure gradient is moving through liquid from periphery to center, in which part of it is carried off and another part is condensed under action of cooling. Condensed liquid phase under action of centrifugal force is moving to periphery and there liquid is carried off. There are versions of the method realization, that provide for admission of gas phase into liquid before throttling and additional heating of liquid on periphery of rotational movement. Apparatus for realization of the method has feeding pump, heater and vortex chamber wit tangential inlet branch pipes, vapor phase outlet branch pipe, collector, residual liquid outlet branch pipe and dephlegmator. There are different designs of apparatus. EFFECT: simplified design of rectification equipment and increased efficiency of rectification process. 6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к способам и устройствам для разделения компонентов жидкой смеси путем ректификации. The invention relates to the field of chemical technology, and in particular to methods and devices for separating the components of a liquid mixture by distillation.

Широко известен процесс ректификации [1] суть которого состоит в многократном частичном испарении жидкой смеси и конденсации паров. Этот процесс обычно осуществляется путем приведения в контакт неравновесных жидкой и паровой фаз при их противоточном движении. Основной проблемой, возникающей при осуществлении ректификации, является организация интенсивного контакта фаз при противоточном движении паровой фазы, имеющей сравнительно большой объемный расход, и жидкой фазы (флегмы), имеющей во много раз меньший объемный расход. Для осуществления контакта фаз при противотоке обычно используются колонные аппараты [1] в которых движение жидкости происходит под действием гравитационной силы, а также центробежные аппараты роторного типа [2,3] в которых движение происходит под действием сил инерции. В первом случае для решения задачи обеспечения многократного контакта фаз приходится применять ректификационные колонны, имеющие большие габариты и металлоемкость, что, в свою очередь, приводит к большим затратам на их изготовление, транспортировку и монтаж. Во втором случае усложняется конструкция ректификационного оборудования, уменьшается его надежность и эффективность. The rectification process [1] is widely known, the essence of which consists in multiple partial evaporation of a liquid mixture and condensation of vapors. This process is usually carried out by bringing the nonequilibrium liquid and vapor phases into contact during their countercurrent motion. The main problem that arises during the implementation of rectification is the organization of intense phase contact during countercurrent movement of the vapor phase, which has a relatively large volumetric flow rate, and the liquid phase (reflux), which has many times lower volumetric flow rate. Column devices [1] in which fluid motion occurs under the action of gravitational force, as well as rotary centrifugal devices [2,3] in which motion occurs under the action of inertia forces, are usually used to perform phase contact during counterflow. In the first case, to solve the problem of ensuring multiple phase contact, it is necessary to use distillation columns having large dimensions and metal consumption, which, in turn, leads to high costs for their manufacture, transportation and installation. In the second case, the design of distillation equipment is complicated, its reliability and efficiency are reduced.

Известен способ дистилляции [4] выбранный в качестве прототипа, согласно которому исходная жидкая смесь приводится во вращение, на меандровом пути получает возрастающее центробежное ускорение и в зоне наибольшего центробежного ускорения нагревается. В результате образуются пузырьки пара, которые вследствие обусловленного вращением радиального ротора давления перемещаются, проходя через проницаемые перегородки, к оси вращательной системы, где и отводятся. Остаточная жидкость отводится под напором поступающей жидкости из зоны наибольшего центробежного ускорения. Недостатком данного способа является то, что содержание легколетучих компонентов в отводимой паровой фазе не может превышать предельного значения, определяемого равновесием пара и исходной жидкой смеси. A known distillation method [4] is selected as a prototype, according to which the initial liquid mixture is rotated, on the meander path it receives increasing centrifugal acceleration and is heated in the zone of greatest centrifugal acceleration. As a result, vapor bubbles are formed which, due to the pressure caused by the rotation of the radial rotor, move through permeable partitions to the axis of the rotational system, where they are diverted. Residual fluid is discharged under the pressure of the incoming fluid from the zone of greatest centrifugal acceleration. The disadvantage of this method is that the content of volatile components in the vented vapor phase cannot exceed the limit value determined by the equilibrium of the vapor and the original liquid mixture.

Известно также устройство для реализации данного способа [4] выбранные в качестве прототипа, включающее в себя корпус, вращающийся ротор с нагревательным элементом и системы подвода исходной жидкости, отвода паровой фазы и отвода остаточной жидкости. Недостатком данного устройства является сложность его конструкции, связанная с наличием вращающегося ротора и приводящая к снижению надежности устройства, увеличению затрат на разработку, производство и эксплуатацию ректификационного оборудования. Следует заметить, что отмеченные недостатки не является следствием несовершенства конструкции устройства, а непосредственно связаны с реализуемым способом дистилляции [4]
Целью изобретений является повышение эффективности ректификационного оборудования, путем внесения в способ проведения ректификации изменений, позволяющих увеличить обогащение отводимой газовой фазы легколетучими компонентами и упростить конструкцию ректификационного устройства.
It is also known a device for implementing this method [4] selected as a prototype, which includes a housing, a rotating rotor with a heating element and a system for supplying the original liquid, the removal of the vapor phase and the removal of residual liquid. The disadvantage of this device is the complexity of its design associated with the presence of a rotating rotor and leading to a decrease in the reliability of the device, an increase in the cost of the development, production and operation of distillation equipment. It should be noted that the noted shortcomings are not a consequence of the imperfections in the design of the device, but are directly related to the implemented distillation method [4]
The aim of the invention is to increase the efficiency of distillation equipment, by introducing changes to the method of rectification, which will increase the enrichment of the exhaust gas phase with volatile components and simplify the design of the distillation device.

Указанная цель достигается тем, что в способе центробежной ректификации, включающем в себя сообщение жидкой смеси кольцевого вращательного движения, во время которого происходит ее вскипание и движение образовавшихся паровых пузырьков через жидкость к центру вращения, отвод паровой фазы из центральной области и отвод жидкости из зоны наибольшего центробежного ускорения, согласно изобретению используются следующие приемы. This goal is achieved by the fact that in the centrifugal distillation method, which includes the message of the liquid mixture of a circular rotational movement, during which it boils and the movement of the resulting vapor bubbles through the liquid to the center of rotation, the removal of the vapor phase from the Central region and the removal of liquid from the zone of greatest centrifugal acceleration, according to the invention, the following methods are used.

Во-первых, сообщение жидкой смеси кольцевого вращательного движения производится путем ее тангенциального впуска в рабочую полость. Причем впуск может производиться как на периферии вращающегося потока, так и на некотором промежуточном между центром вращения и периферией радиусе. Использование тангенциального впуска жидкой смеси позволяет исключить из конструкции устройства для реализации данного способа вращающийся ротор. Кроме того, в результате тангенциального впуска происходит турбулизация вращающегося паро-жидкостного потока, в результате которой интенсифицируются массообменные процессы и уменьшается дисперсность паровой фазы. Firstly, the communication of the liquid mixture of the circular rotational movement is made by its tangential inlet into the working cavity. Moreover, the inlet can be made both on the periphery of the rotating flow, and on a radius intermediate between the center of rotation and the periphery. Using the tangential inlet of the liquid mixture allows to exclude from the design of the device for implementing this method a rotating rotor. In addition, as a result of the tangential inlet, turbulence of the rotating vapor-liquid flow takes place, as a result of which mass transfer processes are intensified and the dispersion of the vapor phase is reduced.

Во-вторых, перед впуском жидкой смеси в рабочую полость к ней подводится тепло при повышенном давлении, исключающем парообразование, а во время впуска производится дросселирование жидкой смеси, приводящее к ее равномерному объемному вскипанию с образованием мелкодисперсного паро-жидкостного потока, имеющего развитую поверхность раздела фаз. В результате повышается интенсивность массообменных процессов при движении паровой фазы через жидкость от периферии к центру. Для интенсификации процесса вскипания жидкой смеси, путем увеличения количества зародышей паровых пузырьков, в жидкую смесь перед дросселированием может впускаться небольшое количество газовой, либо газо-паровой, либо паровой фазы в виде мелкодисперсных пузырьков. Кроме того, для уменьшения концентрации легколетучих компонентов в отводимой остаточной жидкости и увеличения выхода дистиллята может производиться подвод тепла к жидкой фазе на периферии вращательного движения,приводящий к парообразованию. Secondly, before the liquid mixture is admitted into the working cavity, heat is supplied to it at elevated pressure, which excludes vaporization, and during the intake, the liquid mixture is throttled, leading to its uniform volume boiling with the formation of a finely dispersed vapor-liquid flow having a developed interface . As a result, the intensity of mass transfer processes increases as the vapor phase moves through the liquid from the periphery to the center. To intensify the process of boiling a liquid mixture by increasing the number of nuclei of vapor bubbles, a small amount of gas or gas-vapor or vapor phase in the form of finely dispersed bubbles can be introduced into the liquid mixture before throttling. In addition, to reduce the concentration of volatile components in the outlet residual liquid and increase the yield of distillate, heat can be supplied to the liquid phase at the periphery of the rotational motion, leading to vaporization.

В-третьих, некоторая часть паровой фазы, поступающей в центр вращения, конденсируется тем под действием искусственного охлаждения, а полученная в результате этого жидкая фаза под действием центробежной силы движется от центра к периферии. В результате этого в жидкой фазе вращающегося паро-жидкостного потока возникает градиент концентрации легколетучих компонентов, направленный от периферии к центру, который приводит к большему обогащению легколетучими компонентами паровой фазы, двигающейся через жидкость. Thirdly, a part of the vapor phase entering the center of rotation condenses thereby under the influence of artificial cooling, and the resulting liquid phase under the action of centrifugal force moves from the center to the periphery. As a result of this, in the liquid phase of the rotating vapor-liquid flow, a concentration gradient of volatile components arises, directed from the periphery to the center, which leads to a greater enrichment of the volatile components of the vapor phase moving through the liquid.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для проведения ректификационного процесса, содержащем подающий насос, нагреватель, конденсатор и корпус с цилиндрической рабочей полостью, патрубком впуска жидкой смеси, выходным патрубком для паровой фазы, коллектором и патрубком выпуска остаточной жидкости, согласно изобретению исходная жидкая смесь сначала проходит через подающий насос и нагреватель, а затем подается в рабочую полость через тангенциальные впускные патрубки, имеющие проточную часть в виде сопла Лаваля. В центральной части рабочей полости расположен теплообменник для конденсации части паровой фазы (дефлегматор), а на ее боковой стенке имеются отверстия, соединяющие рабочую полость через коллектор с выходным патрубком, причем суммарная площадь этих отверстий должна обеспечивать отвод невскипевшей остаточной жидкости и части жидкой фазы из вращающегося паро-жидкостного потока, равной массовому расходу конденсирующегося в центральной части рабочей полости пара. Кроме того, на периферии рабочей полости может размещаться дополнительный нагреватель для подвода тепла к жидкости. This goal is also achieved by the fact that in a device for carrying out a distillation process containing a feed pump, a heater, a condenser and a housing with a cylindrical working cavity, a nozzle for the inlet of the liquid mixture, an outlet nozzle for the vapor phase, a collector and a nozzle for discharging the residual liquid, according to the invention, the initial liquid the mixture first passes through the feed pump and heater, and then is fed into the working cavity through the tangential inlet nozzles having a flow part in the form of a Laval nozzle. In the central part of the working cavity there is a heat exchanger for condensing part of the vapor phase (reflux condenser), and on its side wall there are openings connecting the working cavity through the collector to the outlet pipe, and the total area of these openings must ensure the removal of unboiled residual liquid and part of the liquid phase from the rotating vapor-liquid flow equal to the mass flow rate of steam condensing in the central part of the working cavity. In addition, an additional heater can be placed on the periphery of the working cavity to supply heat to the liquid.

Заявляемое конструктивное решение обеспечивает, согласно способу, возникновение градиента концентрации легколетучих компонентов во вращающемся паро-жидкостном потоке и интенсивный массообмен между жидкой и паровой фазами и тем самым достижение цели изобретений. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. The inventive design solution provides, according to the method, the occurrence of a concentration gradient of volatile components in a rotating vapor-liquid flow and intensive mass transfer between the liquid and vapor phases and thereby achieving the objective of the invention. This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники было выявлено, что тангенциальный впуск нагретой по давлением жидкости с одновременным ее дросселированием используется в выпарном аппарате [5] для разделения фаз при давлении ниже давления насыщения, а также в способе и устройство для проведения массообменных процессов [6] В обоих случаях тангенциальный впуск используется для формирования винтового паро-жидкостного потока. В то же время, в заявляемом техническом решении в результате тангенциального впуска происходит образование вращающегося кольцевого потока, существенным и принципиальным отличием которого является возможность реализации в нем радиального градиента концентрации легколетучих компонентов. В результате излучения других известных технических решений было также выявлено, что впуск паровой фазы в жидкость используется при дистилляции с водяным паром [7] для снижения температуры кипения и устранения опасности термического разложения органических веществ. Однако при применении данного приема в заявляемом техническом решении он проявляет новые свойства, приводящие к интенсификации межфазного массообмена. Проведенный анализ позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень". Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish its compliance with the criterion of "novelty." When studying other known technical solutions in this technical field, it was found that the tangential inlet of a pressure-heated liquid with its simultaneous throttling is used in an evaporator [5] for phase separation at a pressure below the saturation pressure, and also in a method and device for conducting mass transfer processes [6] In both cases, a tangential inlet is used to form a helical vapor-liquid flow. At the same time, in the claimed technical solution, as a result of the tangential inlet, a rotating ring flow is formed, the essential and fundamental difference of which is the possibility of realizing a radial concentration gradient of volatile components in it. As a result of radiation from other known technical solutions, it was also revealed that the inlet of the vapor phase into the liquid is used during distillation with water vapor [7] to reduce the boiling point and eliminate the danger of thermal decomposition of organic substances. However, when applying this technique in the claimed technical solution, it exhibits new properties leading to the intensification of interphase mass transfer. The analysis allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для реализации заявляемого способа ректификации; на фиг.2 эскиз конструкции вихревой камеры, входящей в состав данного устройства, (вариант с впускными патрубками, расположенными на периферии). In FIG. 1 presents a schematic diagram of a device for implementing the proposed method of rectification; figure 2 sketch of the design of the vortex chamber, which is part of this device (option with inlet nozzles located on the periphery).

Примером выполнения заявляемого способа ректификации служит процесс разделения бинарной смеси, содержащей 50 мас. этанола и 50 мас. пропанола. Разделение производится в цилиндрической вихревой камере, имеющей диаметр основания равный 0,4 м и высоту 0,05 м. Расход жидкой смеси равен 0,332 кг/с, а давление на периферии вихревой камеры 0,392 МПа. Расчетные параметры рабочего процесса и получаемого дистиллята для двух вариантов нагрева исходной жидкой смеси до температур соответственно 180 и 220 град. Цельсия и различных значений флегмова числа представлены в таблице
В первой строке таблицы представлено удельное количество тепла, подводимого к 1 кг исходной жидкой смеси Q, во второй значение флегмова числа F/D, в третьей относительный выход дистиллята D/L и в четвертой массовая доля этанола в дистилляте Xd. Следует отметить, что в рассмотренном примере впуск жидкой смеси производится на периферии рабочей полости и дополнительный подвод тепла к ней отсутствует. В случае осуществления дополнительного подвода тепла к жидкой фазе на периферии, относительный массовый выход дистиллята будет соответственно больше.
An example of the implementation of the proposed method of rectification is the process of separation of a binary mixture containing 50 wt. ethanol and 50 wt. propanol. The separation is carried out in a cylindrical vortex chamber having a base diameter of 0.4 m and a height of 0.05 m. The flow rate of the liquid mixture is 0.332 kg / s and the pressure at the periphery of the vortex chamber is 0.392 MPa. The calculated parameters of the working process and the obtained distillate for two options for heating the initial liquid mixture to temperatures of 180 and 220 degrees, respectively. Celsius and various reflux values are presented in the table
The first row of the table shows the specific amount of heat supplied to 1 kg of the initial liquid mixture Q, the second the reflux ratio F / D, the third the relative yield of distillate D / L and the fourth the mass fraction of ethanol in distillate Xd. It should be noted that in the considered example, the inlet of the liquid mixture is produced on the periphery of the working cavity and there is no additional heat supply to it. In the case of an additional supply of heat to the liquid phase at the periphery, the relative mass output of the distillate will be correspondingly greater.

Устройство для осуществления ректификационного процесса (см. фиг.1) включает в себя последовательно соединенные подающий насос 1, нагреватель 2, вихревую камеру 3 и конденсатор 4. Вихревая камера (см,фиг.2), имеющая цилиндрическую форму с радиусом основания в несколько раз большим высоты, содержит несколько равнорасположенных по периметру тангенциальных впускных патрубков 5, дефлегматор 6 и патрубок для отвода паровой фазы 7, расположенные в центральной части вихревой камеры, коллектор для отвода жидкой фазы 8, расположенный по ее периметру и соединенный с рабочей полостью отверстия 9, и патрубок отвода жидкой фазы 10, соединенный с коллектором 8. Для осуществления дросселирования жидкой смеси и разгона получающегося при этом парожидкостного потока проточная часть каждого впускного патрубка выполнена в виде сопла Лаваля. Суммарное проходное сечение отверстий 9 должно обеспечивать отвод невскипевшей жидкости и части жидкой фазы из вращающегося паро-жидкостного потока, равной массовому расходу конденсирующегося в центральной части пара. В качестве рабочего тела в дефлегматоре 6 может использоваться как специальная охлаждающая жидкость, так и исходная жидкая смесь. В первом случае в состав устройства входит также система для подачи охлаждающей жидкости (на фиг.1 не показана). A device for carrying out a distillation process (see FIG. 1) includes a feed pump 1, a heater 2, a vortex chamber 3 and a condenser 4 connected in series. A vortex chamber (see, FIG. 2) having a cylindrical shape with a base radius several times large in height, contains several tangential inlet nozzles 5 equally spaced around the perimeter, a reflux condenser 6 and a vapor phase 7 branch pipe located in the central part of the vortex chamber, a collector for liquid phase 8 removal, located along its perimeter and Connections with the working chamber holes 9 and pipe 10 carrying the liquid phase, connected to the collector 8. To implement throttling the liquid mixture and the resulting dispersal wherein the vapor-liquid flow stream portion of each inlet pipe is formed as a Laval nozzle. The total flow area of the holes 9 should ensure the removal of non-boiling liquid and part of the liquid phase from the rotating vapor-liquid flow, equal to the mass flow rate of condensing in the Central part of the steam. As a working fluid in reflux condenser 6, both special cooling liquid and the initial liquid mixture can be used. In the first case, the device also includes a system for supplying coolant (not shown in Fig. 1).

При работе устройства исходная жидкая смесь с помощью насоса 1 подается с повышенным давлением в нагреватель 2, где происходит ее нагрев без парообразования. В случае использования исходной жидкой смеси в качестве охлаждающей жидкости, она подается после насоса 1 в дефлегматор 6, а после него в нагреватель 2. Затем жидкая смесь подается в вихревую камеру 3. При прохождении жидкой смеси через впускные патрубки 5 происходит ее дросселирование, образование паро-жидкостного мелкодисперсного потока и его разгон. Впускаемая в вихревую камеру паро-жидкостная смесь образует вращающийся поток. Под действием градиента давления газовая фаза движется через жидкость от периферии к центру, где одна ее часть конденсируется при охлаждении с помощью дефлегматора 6. Полученная в результате этого жидкая фаза под действием центробежной силы движется от центра к периферии. Другая часть паровой фазы отводится через патрубок 7 в конденсатор 4, где происходит конденсация конечного продукта. С периферии вихревой камеры через отверстия 9, коллектор 8 и патрубки 10 производится отвод жидкости. Расход отводимой жидкой фазы равен сумме расходов остаточной жидкости и сконденсированной в дефлегматоре 6 жидкой фазы. В результате этого в жидкой фазе вращающегося паро-жидкостного потока образуется градиент концентрации легколетучих компонентов, направленный от периферии к центру, за счет которого происходит обогащение легколетучими компонентами паровой фазы, движущейся через жидкость к оси вращения. When the device is operating, the initial liquid mixture with the help of pump 1 is supplied with increased pressure to the heater 2, where it is heated without vaporization. In the case of using the initial liquid mixture as a coolant, it is supplied after pump 1 to the reflux condenser 6, and after it to the heater 2. Then, the liquid mixture is fed into the vortex chamber 3. When the liquid mixture passes through the inlet pipes 5, it is throttled and vapor forms - liquid finely dispersed stream and its acceleration. The vapor-liquid mixture introduced into the vortex chamber forms a rotating flow. Under the influence of the pressure gradient, the gas phase moves through the liquid from the periphery to the center, where one part of it condenses during cooling with the help of a reflux condenser 6. The resulting liquid phase under the action of centrifugal force moves from the center to the periphery. Another part of the vapor phase is discharged through the pipe 7 to the condenser 4, where the condensation of the final product takes place. From the periphery of the vortex chamber through the holes 9, the collector 8 and the nozzle 10 is the liquid. The flow rate of the discharged liquid phase is equal to the sum of the flow rates of the residual liquid and the liquid phase condensed in the reflux condenser 6. As a result of this, a concentration gradient of volatile components is formed in the liquid phase of the rotating vapor-liquid flow, directed from the periphery to the center, due to which the volatile components of the vapor phase moving through the liquid to the axis of rotation are enriched.

Использование предлагаемого способа ректификации и устройства для его осуществления позволяет упростить конструкцию ректификационного оборудования, уменьшить его габариты и металлоемкость, что приведет к снижению затрат на его производство, монтаж и эксплуатацию. Кроме того, в результате большего, по сравнению с прототипом, обогащения паровой фазы легколетучими компонентами повышается эффективность ректификационного процесса. Using the proposed method of rectification and a device for its implementation can simplify the design of distillation equipment, reduce its size and metal consumption, which will lead to lower costs for its production, installation and operation. In addition, as a result of a greater, compared with the prototype, enrichment of the vapor phase with volatile components, the efficiency of the distillation process is increased.

Claims (6)

1. Способ центробежной ректификации, включающий в себя сообщение жидкой смеси кольцевого вращательного движения, во время которого происходит ее вскипание и движение образующихся паровых либо газопаровых пузырьков через жидкость от периферии к центру вращения, отвод паровой или газопаровой фазы из центральной области в конденсатор и отвод жидкой фазы с периферии вращающегося потока, отличающийся тем, что сообщение жидкой смеси вращательного движения производится путем ее тангенциального впуска в рабочую полость, осуществляемого либо на периферии вращающегося потока, либо на некотором промежуточном между периферией и центром вращения радиусе, перед впуском жидкой смеси к ней подводят тепло при повышенном давлении, исключающем парообразование, во время впуска производят дросселирование, приводящее к вскипанию жидкой смеси, а часть поступающей в центр вращения паровой фазы конденсируют там под действием искусственного охлаждения. 1. The method of centrifugal distillation, which includes the message of the liquid mixture of the circular rotational movement, during which it boils and the movement of the resulting steam or gas-vapor bubbles through the liquid from the periphery to the center of rotation, the removal of the vapor or gas-vapor phase from the Central region to the condenser and the removal of liquid phase from the periphery of the rotating stream, characterized in that the message of the liquid mixture of the rotational movement is made by its tangential inlet into the working cavity, carried out either on the periphery of the rotating flow, or on a radius intermediate between the periphery and the center of rotation, heat is supplied to it at an increased pressure to prevent vaporization before the liquid inlet, throttling is performed during the inlet, which leads to boiling of the liquid mixture, and part of the steam entering the rotation center the phases condense there under the influence of artificial cooling. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на периферии вращающегося потока к жидкой фазе подводят тепло, приводящее к парообразованию. 2. The method according to claim 1, characterized in that at the periphery of the rotating stream, heat is supplied to the liquid phase, leading to vaporization. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в жидкую смесь перед дросселированием впускают небольшое количество газовой, либо газопаровой, либо паровой фазы в виде мелкодисперсных пузырьков. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that a small amount of the gas or gas-vapor or vapor phase is introduced into the liquid mixture before throttling in the form of finely divided bubbles. 4. Устройство для центробежной ректификации, содержащее подающий насос, нагреватель, конденсатор и корпус с цилиндрической рабочей полостью, патрубками впуска жидкой смеси, патрубком отвода паровой, либо газопаровой фазы, коллектором и патрубком выпуска жидкой фазы, отличающееся тем, что патрубки впуска выполнены тангенциальными и расположены либо на периферии рабочей полости, либо на некотором промежуточном между периферией и центром вращения радиусе и имеют проточную часть в виде сопла Лаваля, рабочая полость в центральной части снабжена дефлегматором, а в ее боковой стенке имеются отверстия, соединяющие рабочую полость через коллектор с патрубком выпуска жидкой фазы, при этом суммарная площадь отверстий обеспечивает отвод невскипевшей жидкой смеси и части жидкой фазы из вращающегося парожидкостного потока, равной массовому расходу конденсирующегося в центральной части рабочей полости пара. 4. A device for centrifugal distillation containing a feed pump, heater, condenser and a housing with a cylindrical working cavity, nozzles for the inlet of the liquid mixture, a branch pipe for exhausting a vapor or gas-vapor phase, a collector and a branch pipe for discharging a liquid phase, characterized in that the inlet pipes are made tangential and located either on the periphery of the working cavity, or on a radius intermediate between the periphery and the center of rotation and have a flow part in the form of a Laval nozzle, the working cavity in the central part wife with a reflux condenser, and in its side wall there are openings connecting the working cavity through the collector to the liquid phase outlet pipe, while the total area of the holes allows the non-boiling liquid mixture and part of the liquid phase to be removed from the rotating vapor-liquid stream, equal to the mass flow rate condensing in the central part of the working cavity couple. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено размещенным на периферии рабочей полости дополнительным нагревателем для подвода тепла к жидкости. 5. The device according to claim 4, characterized in that it is equipped with an additional heater located on the periphery of the working cavity for supplying heat to the liquid. 6. Устройство по пп.4 и 5, отличающееся тем, что в качестве охлаждающей жидкости в дефлегматоре используется исходная жидкая смесь, которая после прохождения через подающий насос и дефлегматор подается в нагреватель. 6. The device according to claims 4 and 5, characterized in that the initial liquid mixture is used as a cooling liquid in the reflux condenser, which, after passing through the feed pump and the reflux condenser, is supplied to the heater.
SU5003663 1991-08-14 1991-08-14 Method and apparatus for centrifugal rectification RU2055628C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5003663 RU2055628C1 (en) 1991-08-14 1991-08-14 Method and apparatus for centrifugal rectification
PCT/RU1992/000154 WO1993003810A1 (en) 1991-08-14 1992-08-12 Method and device for centrifugal rectification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5003663 RU2055628C1 (en) 1991-08-14 1991-08-14 Method and apparatus for centrifugal rectification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2055628C1 true RU2055628C1 (en) 1996-03-10

Family

ID=21585944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5003663 RU2055628C1 (en) 1991-08-14 1991-08-14 Method and apparatus for centrifugal rectification

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2055628C1 (en)
WO (1) WO1993003810A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2206388C1 (en) * 2002-08-02 2003-06-20 Дробышевский Юрий Васильевич Method of separation of multi-component mixture and device for realization of this method
RU2424033C1 (en) * 2010-01-29 2011-07-20 Юрий Михайлович Красильников Rectification unit with arbitrary orientation
RU2567612C1 (en) * 2014-07-25 2015-11-10 Юрий Васильевич Дробышевский Method of multicomponent mix separation and device to this end

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488427C1 (en) * 2012-01-25 2013-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Separation of low-boiling component from mix of vapors and device to this end

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1519985C3 (en) * 1966-12-14 1982-01-14 Cojafex N.V., Rotterdam Device for flash evaporation of liquids
DE1667051B2 (en) * 1967-09-04 1976-09-23 Bayer Ag, 5090 Leverkusen PROCESS AND DEVICE FOR EVAPORATING IN PARTICULAR VISCOSE LIQUIDS AND FOR EVAPORATING THE PRODUCTS THROUGH REACTIONS
SU625729A1 (en) * 1977-04-01 1978-09-30 Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова Heat-mass exchange apparatus
DE3267316D1 (en) * 1981-11-24 1985-12-12 Ici Plc Centrifugal device
DE3415236C2 (en) * 1984-04-21 1987-04-09 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Method and device for operating a stripping distillator
SU1274708A1 (en) * 1985-02-21 1986-12-07 Предприятие П/Я Р-6956 Apparatus for dividing gaseous and liquid mixtures

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Перри Дж. Справочник инженера-химика, том.1. Л.: Химия, 1969, с.340. 2. Авторское свидетельство СССР N 1274708, кл. B 01D 3/30, 1986. 3. Европейский патент N 0080328, кл. B 01D 3/30, 1987. 4. Патент ФРГ N 3415236, кл. B 01D 3/30, 1987 (прототип). *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2206388C1 (en) * 2002-08-02 2003-06-20 Дробышевский Юрий Васильевич Method of separation of multi-component mixture and device for realization of this method
WO2004012839A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-12 Jury Vasilievich Drobyshevsky Method for dividing multicomponent mixture and device for carrying out said method
RU2424033C1 (en) * 2010-01-29 2011-07-20 Юрий Михайлович Красильников Rectification unit with arbitrary orientation
RU2567612C1 (en) * 2014-07-25 2015-11-10 Юрий Васильевич Дробышевский Method of multicomponent mix separation and device to this end

Also Published As

Publication number Publication date
WO1993003810A1 (en) 1993-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6958107B1 (en) Cyclonic evaporator
US3423294A (en) Vortex flow film distillation process
JP5483226B2 (en) Method and apparatus for producing pure water vapor
SE542251C2 (en) Condensation method and device comprising a rain condenser
KR20180022952A (en) A distillation apparatus comprising a column having three or more sequential cells through which a fluid flows and a distillation or extractive distillation method using said distillation apparatus
US20140367244A1 (en) Controlled Thin Film Vapor Generator for Liquid Volume Reduction
US20120175241A1 (en) Rotating desorber wheel
US3457982A (en) Evaporation and distillation apparatus
RU2055628C1 (en) Method and apparatus for centrifugal rectification
US20160271514A1 (en) Controlled Thin Film Vapor Generator for Liquid Volume Reduction
EA004901B1 (en) Method for making nylon 6
US4295335A (en) Regenative absorption engine apparatus and method
US3803001A (en) Combination condenser-degasser-deaerator for a desalination plant
US4124438A (en) Method of and apparatus for improving the heat exchange in natural-circulation and flow-through evaporators
CN102512833A (en) Horizontal-pipe falling-film evaporation method coupling distillation and device thereof
JPH0661404B2 (en) Distiller and distillation method
CN106629935B (en) A kind of wastewater treatment method and device
SU1725939A1 (en) Evaporator
JP3998720B2 (en) Method for distilling a mixture of substances and apparatus for carrying it out
RU2206388C1 (en) Method of separation of multi-component mixture and device for realization of this method
JPS5762391A (en) Reaction heat recovery process
US2395004A (en) Method of and apparatus for evaporating liquids and condensing vapors
RU2195990C2 (en) Rectification plant with arbitrary orientation
SU1762957A1 (en) Heat-mass-exchange apparatus
SU1560252A1 (en) Evaporating installation for dispersed foamy mixtures