SU1551391A1 - Apparatus for mass-exchange in gas liquid system - Google Patents
Apparatus for mass-exchange in gas liquid system Download PDFInfo
- Publication number
- SU1551391A1 SU1551391A1 SU884431546A SU4431546A SU1551391A1 SU 1551391 A1 SU1551391 A1 SU 1551391A1 SU 884431546 A SU884431546 A SU 884431546A SU 4431546 A SU4431546 A SU 4431546A SU 1551391 A1 SU1551391 A1 SU 1551391A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- distributor
- shell
- cylindrical container
- ratio
- web
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 17
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 2
- 241000626238 Cepora Species 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к аппаратурному оформлению массообменных процессов в системе газ(пар) - жидкость, и может быть применено в химической и смежных с ней отрасл х промышленности дл абсорбции и десорбции труднорастворимых газов, дл газожидкостных массообменных реакционных процессов, процессов с пневматическим перемешиванием и диспергированием, протекающих при повышенных жидкостных нагрузках, и позвол ет повысить эффективность массообмена за счет увеличени времени контакта фаз и развиваемой межфазной поверхности путем создани направленной циркул ции потоков взаимодействующих фаз. Внутри корпуса размещены контактные тарелки с перфорированным полотном, цилиндрической емкостью, конической крышкой и сепарационным элементом. Внутри емкости с зазором к полотну расположена обечайка и распределитель, выполненный в виде усеченного конуса. Жидкость по переливному устройству подаетс в распределитель, поступает в зону перфорации полотна, где взаимодействует с газом, образу вертикальный контур циркул ции потоков внутри емкости. Отношение диаметров большего основани распределител и цилиндрической емкости равно 0,95-0,98, а отношение диаметров обечайки и цилиндрической емкости равно 0,5-0,75. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.The invention relates to the instrumentation of mass exchange processes in a gas (vapor) - liquid system, and can be applied in chemical and related industries to absorb and desorb sparingly soluble gases, for gas-liquid mass transfer reaction processes, and processes with pneumatic mixing and dispersion that occur with increased liquid loads, and allows to increase the efficiency of mass transfer by increasing the contact time of the phases and the developed interfacial surface by creating directional circulation of the flows of the interacting phases. Inside the case there are contact plates with a perforated sheet, a cylindrical tank, a conical cover and a separating element. Inside the tank with a gap to the canvas is a shell and a distributor, made in the form of a truncated cone. The liquid through the overflow device is supplied to the distributor, enters the area of the perforation of the web, where it interacts with the gas, forming a vertical circuit of circulation of flows inside the tank. The ratio of the diameters of the larger base of the distributor and the cylindrical container is 0.95-0.98, and the ratio of the diameters of the shell and the cylindrical container is 0.5-0.75. 2 hp ff, 2 ill.
Description
Изобретение относитс к аппаратурному оформлению массообменных процессов в системе газ (пар)-жидкость и может быть применено в химической и смежных с ней отрасл х промышленности дл абсорбции и десорбции труднорастворимых газов, дл газожидкостных массообменных реакционных процессов, процессов с пневматическим перемешиванием и диспергированием, протекающих при повышенных жидкостных нагрузках , например дл хемосорбционной очистки подземных вод от сероводорода и фтора при водоподготовке.The invention relates to the instrumentation of mass exchange processes in a gas (vapor) -liquid system and can be applied in chemical and related industries to absorb and desorb sparingly soluble gases, for gas-liquid mass transfer reaction processes, processes with pneumatic mixing and dispersion occurring during increased liquid loads, for example, for chemisorption purification of groundwater from hydrogen sulphide and fluorine during water treatment.
Целью изобретени вл етс повышение .эффективности массообмена за счет повышени времени контакта фаз и увеличени развиваемой межфазной поверхности путем создани направленной внутренней циркул ции потоков взаимодействующих фаз.The aim of the invention is to increase the efficiency of mass transfer by increasing the contact time of the phases and increasing the developed interfacial surface by creating directed internal circulation of the flows of the interacting phases.
На фиг. 1 показан аппарат дл проведе- ни процесса массообмена в системе газ (пар)-жидкость, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows an apparatus for carrying out the process of mass exchange in the system gas (vapor) -liquid, longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.
Внутри корпуса 1 массообменного аппарата размещены контактные тарелки 2, кажда из которых имеет полотно 3 с перфорацией , сужающуюс кверху контактную камеру, выполненную в виде цилиндрической емкости 4 с конической крышкой 5, соединенной с сепарационным элементом 6.Inside the body 1 of the mass transfer apparatus are placed contact plates 2, each of which has a perforated sheet 3, a contact chamber tapering upwards, made in the form of a cylindrical container 4 with a conical cover 5 connected to the separating element 6.
СЛ СПSL SP
СО СОCO SO
Внутри емкости 4 с зазором к полотну 3 расположена обечайка 7 и распределитель 8. Переток жидкости с тарелки на тарелку осуществл етс с помощью периферийного переливного устройс ва 9.Inside the container 4 with a gap to the blade 3, the shell 7 and the distributor 8 are located. The liquid flows from the tray to the tray using a peripheral overflow device 9.
Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.
Газ, поднима сь по аппарату снизу вверх, проходит через отверсти перфорированного полотна 3 и вступает во взаимодействие с жидкостью, котора подаетс с вышележащей тарелки по переливному устройству 9 внутрь емкости 4 и далее в канал, образованный боковой поверхностью распределител 8 и емкости 4, равномерно распредел етс по периметру зоны перфорации полотна 3 и через зазор между меньшим основанием распределител 8 и полотном 3 перетекает на перфорированное полотно 3, где вступает в контакт с газом.The gas, lifting up from the bottom of the apparatus, passes through the holes of the perforated web 3 and interacts with the liquid that is supplied from the overlying plate through the overflow device 9 to the inside of the tank 4 and further into the channel formed by the side surface of the distributor 8 and the tank 4, evenly Around the perimeter of the perforation zone of the web 3 and through the gap between the smaller base of the distributor 8 and the web 3 flows onto the perforated web 3, where it comes into contact with the gas.
Образующийс газожид костный поток попадает внутрь обечайки 7, где смешивачайки и цилиндрической емкости, рекомендуемого 0,5:0,75. При соотношении,меньшем 0,5, из-за высокой скорости фаз в обечайке происходит расслоение восход щего потока, снижаетс скорость циркул ции и происхо5 дит опускание уровн жидкости в контактной камере. При соотношении,большем 0,75, сокращаетс площадь сечени зазора между нижним основанием обечайки и большим основанием распределител , значительна The resulting gas-liquid bone flow falls inside the shell 7, where there is a mixing tank and a cylindrical tank, the recommended 0.5: 0.75. At a ratio of less than 0.5, due to the high phase velocity in the shell, the upward flow stratification occurs, the circulation rate decreases, and the fluid level in the contact chamber drops. With a ratio greater than 0.75, the cross-sectional area of the gap between the lower base of the shell and the large base of the distributor is reduced,
10 часть циркулирующей жидкости начинает натекать на обечайку сверху и циркул ционный контур становитс неустойчивым, по вл ютс крупномасштабные пульсации, проскок газовых мешков через слой и др.10, part of the circulating fluid begins to flow onto the shell from above and the circulation loop becomes unstable, large-scale pulsations appear, gas bags slip through the bed, etc.
15 Цри этом в обоих случа х эффективность м ссообмена снижаетс .15 In this case, in both cases, the efficiency of m with the exchange decreases.
При соотношении диаметров большего основани распределител и цилиндрической емкости, большем 0,98, затруднен монтаж распределител при сборке контактноетс с поступающим в зазор между нижним 20 го устройства. При соотношении, меньшемWhen the ratio of the diameters of the larger base of the distributor and the cylindrical container is greater than 0.98, the installation of the distributor during assembly is difficult to contact with the incoming 20 gaps between the lower device. At a ratio less
0,95, возрастает дол жидкости, поступающей в образующийс зазор и смешивающейс с циркулирующим потоком. При этом снижаетс концентрационный градиент при взаимодействии фаз непосредственно на перфорированном полотне и соответственно уменьшаетс эффективность массообмена на контактном. устройстве.0.95, the proportion of fluid entering the resulting gap and mixing with the circulating flow increases. This reduces the concentration gradient in the interaction of the phases directly on the perforated sheet and, accordingly, decreases the efficiency of mass transfer at the contact one. device.
основанием обечайки 7 и большим основанием распределител 8 циркулирующим потоком и приобретает устойчивое восход щее движение в центральной части емкости 4. В верхней части контак7ной камеры проис- 25 ходит ударное изменение направлени движени восход щего потока о внутренние поверхности сепарационного элемента 6 и конической крышки 5 с получением высоко- турбулизироваыной мелкодисперсной газожидкостной эмульсии, котора в услови х 30 стеснени внутри контактной камеры образует нисход щий поток с высоким газосодержанием и развитой межфазной поверхностью в объеме, свободном от восход щегоthe base of the shell 7 and the large base of the distributor 8 by the circulating flow and acquires a stable upward movement in the central part of the tank 4. In the upper part of the contact chamber, a shock change occurs in the direction of movement of the upward flow on the inner surfaces of the separation element 6 and the conical cover 5 highly turbulised fine gas-liquid emulsion, which, under conditions of 30 constraints inside the contact chamber, forms a downward flow with high gas content and is developed interfacial surface to the extent free of uplink
Применение аппарата позвол ет при прочих равных услови х в 1,5-2 раза увеличить объем зоны интенсивного контакта фаз внутри контактной камеры. Проведенные замеры скорости циркул ции в контактной камере диаметром 0,45 м показывают, чтоThe use of the apparatus allows, all other things being equal, a 1.5–2 fold increase in the volume of the zone of intense contact of the phases inside the contact chamber. Measurements of the circulation rate in a contact chamber with a diameter of 0.45 m show that
потока. В нижней части емкости 4 проис- скорост х газа по аппарату 0,3-1,5 м/с частичное расслоение нисход щего оо г ...Ј,. J Jnn , flow. In the lower part of the tank 4 gas velocities in the apparatus of 0.3-1.5 m / s, partial separation of the downstream oo g ... Ј ,. J Jnn
ходит частичное расслоение потока. При этом жидкость с мелкими пузыр ми подаетс через зазор между нижним основанием обечайки 7 и большим основанием распределител 8 внутрь обсчайи плотност х орошени 25-100 м /м ч, кратность циркул ции жидкости составл ет 25-5,5, а газа 0,32-0,25. При этом в 2- 3 раза возрастает врем контакта фаз.Partial flow separation occurs. In this case, the small bubble liquid is supplied through the gap between the lower base of the shell 7 and the large base of the distributor 8 to the inside of the irrigation density gauge 25-100 m / h, the circulation ratio of the fluid is 25-5.5, and the gas 0.32 -0.25. In this case, the phase contact time increases by 2–3 times.
,.Сравнительные исследовани распределени Comparative distribution studies
ки 7, а эмульси с пузыр ми больших раз- 40 ранзвиваемой межфазной поверхности в объеме контактной камеры проведены стереометрическим методом с применением двух- электродного датчика сопротивлени . Полученные результаты показали, что в сопостамеров натекает на обечайку 7 сверху, где дополнительно инжектируетс восход щим двухфазным потоком.ki 7, and the emulsion with bubbles of a large developed interfacial surface in the volume of the contact chamber was carried out by the stereometric method using a two-electrode resistance sensor. The results obtained showed that in the co-testers it flows onto the shell 7 from above, where it is additionally injected by the ascending two-phase flow.
Таким образом возникает устойчивыйThus, a sustainable
вертикальный контур циркул ции потоковвимыхи х удельна межфазна повзаимодействующих фаз, охватывающий 45 i the vertical loop of the circulation of flowables is the specific interphase of the interacting phases, covering 45 i
полностью объем контактной камеры. Избыток фаз из контактной камеры выбрасываетс через сепарационный элемент 6, гдеfull volume contact camera. The excess phase from the contact chamber is discharged through the separation element 6, where
газова фаза отдел етс от жидкой. Приthe gas phase is separated from the liquid. With
верхность в восход щем потоке у предлагаемой конструкции в 1,1 -1,5 раза выше, чем у известного, и составл ет 310-325 м2/м3. Это объ сн етс положительным вли нием циркул ции потоков. В нисход щем потокеthe surface in the ascending stream of the proposed construction is 1.1-1.5 times higher than that of the known one and is 310-325 m2 / m3. This is due to the positive effect of the circulation of the streams. Downstream
верхность в восход щем потоке у предлагаемой конструкции в 1,1 -1,5 раза выше, чем у известного, и составл ет 310-325 м2/м3. Это объ сн етс положительным вли нием циркул ции потоков. В нисход щем потокеthe surface in the ascending stream of the proposed construction is 1.1-1.5 times higher than that of the known one and is 310-325 m2 / m3. This is due to the positive effect of the circulation of the streams. Downstream
этом газ уходит на вышележащую ступень, Ме жфа3на поверхность возрастает до 400о M. rjrtT. i-iOTii Г Т ft i о м 5 гл о О /-it) о и i г 1 л ...„JiThis leaves the gas on the overlying level; the surface rises to 400o M. rjrtT. i-iOTii Г Т ft i о м 5 гл О О / -it) о and i г 1 л ... „Ji
а жидкость стекает в зазор, образованный емкостью 4 и корпусом 1, откуда подаетс но переливному устройству 9 на нижележащую ступень.and the liquid flows into the gap formed by the container 4 and the housing 1, from where it is fed but to the overflow device 9 to the underlying stage.
Дл получени устойчивого циркул ционного контура внутри контактной камеры в широком диапазоне нагрузок по газовой и жидкой фазам необходим выбор оптимального соотношени между диаметрами обе55To obtain a stable circulation circuit inside the contact chamber in a wide range of loads for the gas and liquid phases, it is necessary to choose the optimal ratio between the diameters of both
550 м /м , что подтверждает наличие здесь зоны интенсивного контакта фаз. Таким образом , суммарна межфазна поверхность в предлагаемой конструкции в 2-3 раза выше, чем у известной.550 m / m, which confirms the presence of an intensive phase contact zone here. Thus, the total interfacial surface in the proposed design is 2-3 times higher than that of the known.
Сравнительные исследовани на модельных средах показывают, что эффективность массопередачи по Мерфи повышаетс в 1,2-1,35 раза по сравнению с известным.Comparative studies on model media show that the efficiency of mass transfer according to Murphy increases by 1.2-1.35 times in comparison with the known.
чайки и цилиндрической емкости, рекомендуемого 0,5:0,75. При соотношении,меньшем 0,5, из-за высокой скорости фаз в обечайке происходит расслоение восход щего потока, снижаетс скорость циркул ции и происходит опускание уровн жидкости в контактной камере. При соотношении,большем 0,75, сокращаетс площадь сечени зазора между нижним основанием обечайки и большим основанием распределител , значительна gulls and a cylindrical tank, recommended 0.5: 0.75. At a ratio of less than 0.5, due to the high phase velocity in the shell, the upward flow stratification occurs, the circulation rate decreases, and the fluid level in the contact chamber is lowered. With a ratio greater than 0.75, the cross-sectional area of the gap between the lower base of the shell and the large base of the distributor is reduced,
часть циркулирующей жидкости начинает натекать на обечайку сверху и циркул ционный контур становитс неустойчивым, по вл ютс крупномасштабные пульсации, проскок газовых мешков через слой и др.part of the circulating fluid begins to flow onto the shell from above and the circulation loop becomes unstable, large-scale pulsations appear, gas bags slip through the bed, etc.
Цри этом в обоих случа х эффективность м ссообмена снижаетс .In this case, in both cases, the efficiency of the m exchange is reduced.
При соотношении диаметров большего основани распределител и цилиндрической емкости, большем 0,98, затруднен монтаж распределител при сборке контактно0 го устройства. При соотношении, меньшемWhen the ratio of the diameters of the larger base of the distributor and the cylindrical container is greater than 0.98, the installation of the distributor during assembly of the contact device is difficult. At a ratio less
Применение аппарата позвол ет при прочих равных услови х в 1,5-2 раза увеличить объем зоны интенсивного контакта фаз внутри контактной камеры. Проведенные замеры скорости циркул ции в контактной камере диаметром 0,45 м показывают, чтоThe use of the apparatus allows, all other things being equal, a 1.5–2 fold increase in the volume of the zone of intense contact of the phases inside the contact chamber. Measurements of the circulation rate in a contact chamber with a diameter of 0.45 m show that
скорост х газа по аппарату 0,3-1,5 м/с г ...Ј,. J Jnn , gas velocity over the apparatus 0.3-1.5 m / s g ... Ј ,. J Jnn
i i
верхность в восход щем потоке у предлагаемой конструкции в 1,1 -1,5 раза выше, чем у известного, и составл ет 310-325 м2/м3. Это объ сн етс положительным вли нием циркул ции потоков. В нисход щем потокеthe surface in the ascending stream of the proposed construction is 1.1-1.5 times higher than that of the known one and is 310-325 m2 / m3. This is due to the positive effect of the circulation of the streams. Downstream
Ме жфа3на поверхность возрастает до 400 ...„JiThe surface increases to 400 ... "Ji
550 м /м , что подтверждает наличие здесь зоны интенсивного контакта фаз. Таким образом , суммарна межфазна поверхность в предлагаемой конструкции в 2-3 раза выше, чем у известной.550 m / m, which confirms the presence of an intensive phase contact zone here. Thus, the total interfacial surface in the proposed design is 2-3 times higher than that of the known.
Сравнительные исследовани на модельных средах показывают, что эффективность массопередачи по Мерфи повышаетс в 1,2-1,35 раза по сравнению с известным.Comparative studies on model media show that the efficiency of mass transfer according to Murphy increases by 1.2-1.35 times in comparison with the known.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884431546A SU1551391A1 (en) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | Apparatus for mass-exchange in gas liquid system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884431546A SU1551391A1 (en) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | Apparatus for mass-exchange in gas liquid system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1551391A1 true SU1551391A1 (en) | 1990-03-23 |
Family
ID=21377597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884431546A SU1551391A1 (en) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | Apparatus for mass-exchange in gas liquid system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1551391A1 (en) |
-
1988
- 1988-05-27 SU SU884431546A patent/SU1551391A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1225588, кл. В 01 D 3/26, 1984. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8715512B2 (en) | Systems and methods for liquid separation | |
| CN204710289U (en) | A kind of bubble tower gas-liquid reactor | |
| EP0510275B1 (en) | Gas-liquid contactor and method for gas-liquid contacting | |
| NZ248720A (en) | Sieve tray column with tray upstream and downstream downcomers | |
| JPH0757282B2 (en) | Gas-liquid contact method and apparatus | |
| AU2012351570B2 (en) | Contact and separation column and tray | |
| KR20090091334A (en) | Gas-liquid contact apparatus | |
| WO2011156070A2 (en) | Selective absorption of gas components in co-current contacting apparatuses | |
| US20180318727A1 (en) | Column for heat and/or mass exchange between two fluids comprising a collection tray and fluid separation means | |
| US4370151A (en) | Process and apparatus for gassing liquids | |
| US6210468B1 (en) | Multiple weir scrubber | |
| RU2342355C2 (en) | Method of obtaining liquid and gaseous products from gaseous reagents | |
| AU2004296266B2 (en) | Flotation separator | |
| SU1551391A1 (en) | Apparatus for mass-exchange in gas liquid system | |
| US3873283A (en) | Vapor-liquid separator | |
| CN112020383A (en) | Vapor-liquid contacting apparatus and method employing cross-contacting | |
| US4786414A (en) | Gas dispersed packed extraction column | |
| CA1092788A (en) | Gas/liquid contacting | |
| RU2828599C1 (en) | Baffle-rectification contact device for heat and mass exchange between vapour (gas) and liquid | |
| RU2233194C1 (en) | Mass exchange column | |
| RU2090U1 (en) | MASS EXCHANGE DEVICE | |
| SU691152A1 (en) | Apparatus for separating gas from liquid | |
| RU2116816C1 (en) | Settling process | |
| SU697171A1 (en) | Apparatus for purifying raw hydrocarbons | |
| SU585862A1 (en) | Contact apparatus for reacting a gas with a liquid |