SU1681924A1 - Heat-and-mass exchange column - Google Patents
Heat-and-mass exchange column Download PDFInfo
- Publication number
- SU1681924A1 SU1681924A1 SU4624449A SU4624449A SU1681924A1 SU 1681924 A1 SU1681924 A1 SU 1681924A1 SU 4624449 A SU4624449 A SU 4624449A SU 4624449 A SU4624449 A SU 4624449A SU 1681924 A1 SU1681924 A1 SU 1681924A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- packages
- heat
- contact
- corrugations
- liquid
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к конструкци м тепломассообменных насадочных колонн и мджет быть использовано при осуществлении ректификационных и адсорбционно-десорбционных процессов Цель изобретени - повышение интенсивности тепломассообмена за счет вторичного распределени жидкости и создани максимальной активной поверхности контакта фаз. Колонна со стоит из корпуса с расположенными по высоте пакетами насадки из косорифлен- ных листов, шаг и высоту гофр которых в одних пакетах определ ют из соотношени , а в смежных пакетах - из соотношени t(2,5-2,9)h. Одни пакеты выполнены из конструкционного материала, не обладающего свойствами капилл рно-пористых тел, а смежные - из капилл рно-пористого материала . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to the design of heat and mass nozzle columns and mjet to be used in the implementation of distillation and adsorption-desorption processes. The purpose of the invention is to increase the intensity of heat and mass transfer due to the secondary distribution of the liquid and creating the maximum active surface of the contact surfaces. The column consists of a body with spaced packages of the nozzle from grooved sheets, the pitch and height of the corrugations of which in one package are determined from the ratio, and in adjacent packages from the ratio t (2.5-2.9) h. Some packages are made of a structural material that does not have the properties of capillary-porous bodies, and adjacent ones are made of capillary-porous material. 1 hp f-ly, 1 ill.
Description
Изобретение относитс к конструкци м тепломассообменных насадочных колонн и может быть использовано при осуществлении ректификационных и адсорбционно-де- сорбционных процессов.The invention relates to the design of heat and mass transfer packing columns and can be used in the implementation of distillation and adsorption-desorption processes.
Цель изобретени - увеличение интенсивности тепломассообмена за счет вторичного распределени жидкости и создани максимальной активной поверхности контакта фаз.The purpose of the invention is to increase the intensity of heat and mass transfer due to the secondary distribution of the liquid and the creation of the maximum active contact surface of the phases.
На чертеже представлен колонный ап- парт, общий вид; и профиль поперечного сечени гофр косорифленных листов перераспределительных и контактных пакетов.The drawing shows a column app, general view; and a cross-sectional profile of corrugated corrugated sheets of redistributive and contact packages.
Тепломассообменна колонна включает корпус 1, коллекторный желоб 2, распределитель 3 же оЬчатого типа, мещенный на поверхности верхнего перераспределительного пакета 4. Нижерасположенные перераспределительные 4 и контактные 5 пакеты развернуты относительно вышерасположенного пакета на 90°. Вход жидкости (флегмовой и питающей) осуществл етс через штуцера 6, а выход жидкости - через штуцер 7. Вход и выход газа (пара) производитс через штуцера 8 и 9. Пакеты насадки укладываютс на опорную решетку 10.The heat and mass transfer column includes a housing 1, a collector chute 2, a distributor 3 of the same type, placed on the surface of the upper redistributive package 4. The downstream redistributive 4 and contact 5 packages are deployed relative to the upper package by 90 °. The inlet of the fluid (reflux and feed) is carried out through the fittings 6, and the outlet of the liquid through the fittings 7. The inlet and outlet of the gas (steam) are carried out through the fittings 8 and 9. Packages of the nozzle are laid on the supporting grid 10.
Перераспределительные 4 и контактные 5 пакеты выполнены из косорифленых листов, причем соседние (смежные) листы имеют противоположный угол наклона гофр (f к вертикали.Redistributive 4 and contact 5 packages are made of kororiflenny sheets, and the adjacent (adjacent) sheets have the opposite angle of the corrugations (f to the vertical.
Тепломассообменна колонна работает следующим образом.Heat and mass transfer column works as follows.
Питающа или флегмова жидкость через штуцера 6 поступает в кольцевой коллектор 2 и в желоба распределител 3 и по наружным стенкам желобов перетекает на поверхность верхнего перераспределительного пакета 4 - узел кольцевого коллектора с распределителем, размещаемых по высоте колонны, (не показано). В пакете 4 орошающа жидкость перераспредел етс отдельными элементарными струйками по впадинам наклонных гофр листов В пакетеThe feed or reflux liquid flows through the fittings 6 into the annular manifold 2 and into the distributor chutes 3 and flows over the outer walls of the flutes to the surface of the upper distribution package 4 — an annular manifold assembly with a distributor placed along the column height (not shown). In package 4, the irrigating liquid is redistributed by separate elementary streams along the depressions of the inclined corrugation sheets. In the package
с/with/
сwith
оabout
0000
ЮYU
кto
4 происходит перераспределение струек жидкости в радиальном направлении.4, the liquid streams redistribute in the radial direction.
В нижерасположенном перераспределительном пакете 4 перераспределение струек жидкости осуществл етс по направлению , перпендикул рному радиальному направлению. Как правило, после двух перераспределительных пакетов 4 достигаетс нужна степень равномерности(80-90%) подачи орошающей жидкости на слой пакетов 5. При необходимости повышенной сте- пени равномерности количество перераспределительных пакетов может быть увеличено до трех (средн часть корпуса 1 колонны) и более. Из нижнего перераспределительного пакета 4 струйки жидкости, равномерно перераспределенные по всему поперечному сечению колонны , перетекают практически на каждый локальный элемент верхнего контактного пакета 5. Благодар рациональному выбору конструктивно-геометрических параметров пакетов 5 их поверхность полностью покрыта пленкой орошающей жидкости, причем линии тока практически не отклон ютс от вертикали. За счет этого в контактном слое насадки обеспечиваетс наиболее активна поверхность контакта фаз.In the downstream redistribution pack 4, the fluid streams are redistributed in a direction perpendicular to the radial direction. As a rule, after two redistributive packages 4, a degree of uniformity (80-90%) of supplying irrigation fluid to the layer of packages 5 is achieved. If necessary, an increased degree of uniformity can be increased to three (redistributive packages 1 and more) . From the lower redistribution package 4 liquid streams uniformly redistributed over the entire cross section of the column flow into almost every local element of the upper contact package 5. Due to the rational choice of the design and geometric parameters of packages 5, their surface is completely covered with a film of irrigating liquid, and the current lines are practically not deflected from the vertical. Due to this, in the contact layer of the nozzle, the most active phase contact surface is provided.
По мере передвижени жидкости через слой контактных пакетов высотой 1,5-2 м равномерность орошени поверхности ухудшаетс из-за неизбежных неточностей изготовлени и монтажа. Дл устранени этого между контактными пакетами 5 вновь размещаютс перераспределительные пакеты 4 в средней части корпуса 1 колонны. Благодар наличию этих пакетов устран ютс местные неравномерности и перерас- пределенна в пакетах 4 жидкость с хорошим качеством равномерности орошает нижерасположенный слой контактных пакетов 5. Поток пара через штуцер 8 поступает в корпус 1 колонны и, проход через наклонные каналы пакетов 4 и 5, перемешиваетс и вступает в активный контакт и обмен теплом и массой со стекающей по поверхности пакетов 4 и 5 жидкостью. Максимальна активна поверхность контакта и активное перемешивание и перераспределение взаимодействующих пара и жидкости обеспечивают интенсивный режим тепло- массопереноса. Отвод жидкости и пара из корпуса колонны 1 осуществл етс через штуцера 7 и 9.As the fluid moves through the layer of contact bags with a height of 1.5-2 m, the uniformity of surface irrigation deteriorates due to inevitable inaccuracies in manufacturing and installation. To eliminate this, redistributive bags 4 are again placed in the middle part of the body 1 of the column between the contact bags 5. Due to the presence of these packages, local irregularities are eliminated and the liquid redistributed in packages 4 with good quality of uniformity irrigates the downstream layer of contact packages 5. Steam flow through fitting 8 enters the body 1 of the column and, passing through the inclined channels of packages 4 and 5, is stirred and it comes into active contact and exchange of heat and mass with liquid flowing over the surface of packages 4 and 5. The maximum active contact surface and the active mixing and redistribution of the interacting vapor and liquid provide an intensive heat and mass transfer regime. The removal of liquid and steam from the body of the column 1 is carried out through fittings 7 and 9.
Обеспечение растекани жидкости в перераспределительных пакетах вдоль наклонных гофр требует разработки р да особенностей геометрических параметров этих пакетов. Так, дл выбора определ ющих геометрических параметров гофр предлагаетс соотношениеEnsuring the flow of fluid in redistributive packages along inclined corrugations requires the development of a number of geometrical features of these packages. Thus, to select the defining geometrical parameters, the corrugation offers a ratio
(1)(one)
которое позвол ет достигнуть минимальных значений радиуса кривизны гвщ при вершинах гофр. За счет сильной искривленности выпуклой поверхности обеспечиваетс также локальное увеличение поверхностного нат жени 7ВШ рабочейwhich allows to achieve the minimum values of the radius of curvature of the constants at the vertices of the corrugations. Due to the strong curvature of the convex surface, a local increase in the surface tension of the 7ВШ working surface is also provided.
жидкости на вершинах гофр.fluids on the tops of the corrugations.
Таким образом, за счет упом нутых геометрических особенностей и в соответствии с известной формулой дл расчета капилл рного потенциала на выпуклой поверхностиThus, due to the mentioned geometric features and in accordance with the well-known formula for calculating the capillary potential on a convex surface
4 (2 7ВШ /ГВШ)(2)4 (2 7ВШ / ГВШ) (2)
обеспечиваетс максимальна величина капилл рного потенциала вызывающего отток жидкости с вершин гофр,maximum capillary potential causing outflow of fluid from the tops of the corrugations is provided,
Предлагаетс выполн ть перераспределительные пакеты из конструкционного материала , не обладающего свойствами капилл рно-пористых тел (сплошные листы или сетки и листы с очень мелкими или весьма крупными отверсти ми). Это решение на первый взгл д противоречит общеприн тым правилам - улучшать смачиваемость поверхности за счет применени материалов , обладающих свойствами капилл рнопористых тел. Однако в данном случае применение плохо смачивающихс материалов более целесообразно, так как при этом достигаютс высокие значени краевого угла смачивани О .О- 90°, cos9- в а силаIt is proposed to make redistributive packages of structural material that does not have the properties of capillary-porous bodies (solid sheets or meshes and sheets with very small or very large holes). This decision, at first, contradicts the generally accepted rules - to improve the wettability of the surface through the use of materials with the properties of capillary porous bodies. However, in this case, the use of poorly wettable materials is more appropriate, since this achieves high values of the wetting angle O.O-90 °, cos9- a
F, оказывающа сопротивление притоку жидкости к вершинам гофр, в соответствии с формулойF, resisting the inflow of fluid to the tops of the corrugations, in accordance with the formula
(1-cos 9)(3)(1-cos 9) (3)
имеет максимальное значение (приведенной формуле дл вычислени F коэффициент К определ етс экспериментально).has a maximum value (in the formula for calculating F, the coefficient K is determined experimentally).
Таким образом, как следует из формул (2) и (3), благодар предлагаемым отличительным признакам в максимальной степени обеспечиваетс отток жидкости с вершин гофр к впадинам и транспорт струек жидкости вдоль направлени наклонных гофр, что способствует равномерной подаче орошающей жидкости практически на каждый локальный элемент контактного сло насадки, Передвижению струек жидкости по впадинам наклонных гофр способствует также возникающий на вогнутой поверхности капилл рный потенциалThus, as follows from formulas (2) and (3), due to the proposed distinctive features, the outflow of fluids from the tops of the corrugations to the valleys and the transport of liquid streams along the direction of the inclined corrugations are ensured to the maximum extent, which contributes to an even supply of irrigating fluid to virtually every local element the contact layer of the nozzle, the capillary potential appearing on the concave surface also contributes to the movement of the liquid streams along the slopes of the inclined corrugations
(2(оьп/г„п)(4)(2 (o / p „p) (4)
Экспериментальные исследовани с применением различных жидкостей (вода, ацетон, водноспиртовые растворы и др.)Experimental studies using various liquids (water, acetone, water-alcohol solutions, etc.)
подтвердили, что предлагаемое выполнение перераспределительных пакетов обеспечивает растекание струек жидкости по всему поперечному сечению и равномерное орошение контактного сло в масштабе локального элемента насадки. Показано также , что высота перераспределительных пакетов незначительна (50-100 мм). Поэтому эффект достигнутого интенсивного теп- ломасообмена значительно перекрывает небольшое снижение высоты контактного сло насадки за счет размещени перераспределительных пакетов. Кроме того, в перераспределительных пакетах также реализуетс процесс тепломассообмена между жидкостью и газом (паром).confirmed that the proposed implementation of redistributive packages ensures the spreading of liquid streams over the entire cross section and uniform irrigation of the contact layer on the scale of the local element of the nozzle. It is also shown that the height of redistributive packages is insignificant (50-100 mm). Therefore, the effect of the intensive heat and mass transfer achieved significantly overlaps a slight decrease in the height of the contact layer of the nozzle due to the placement of redistributive packages. In addition, the process of heat and mass transfer between a liquid and a gas (steam) is also realized in redistributive packages.
Поверхность контактного сло должна полностью покрыватьс орошающей жидкостной пленкой. Дл создани максимальной активной поверхности контакта фаз предлагаетс геометрические параметры косорифленных листов в контактных (смежных с перераспределительными) пакетах определ ть из соотношени (при угле наклона гофр р к горизонтали в пределах 45- 60°).The surface of the contact layer must be completely covered with a spray liquid film. To create the maximum active surface of the contact of the phases, it is proposed to determine the geometrical parameters of the corrugated sheets in the contact (adjacent with redistributive) packages to determine from the ratio (at the angle of inclination of the corrugations p to the horizontal within 45-60 °).
где t и hwhere t and h
t(2,5-2,9)h, - соответственно шаг и высота гофр.t (2.5-2.9) h, is the pitch and height of the corrugations, respectively.
00
5five
00
5five
Дл изготовлени (смежных) контактных пакетов целесообразно использовать капилл рно-пористые тела. На хорошо смачивающейс поверхности сила F, преп тствующа перетеканию жидкости через вершины гофр, минимальна.For the manufacture of (adjacent) contact bags, it is advisable to use capillary-porous bodies. On a well-wetted surface, the force F, which prevents fluid from flowing through the tops of the corrugations, is minimal.
Удельна активна поверхность предлагаемой конструкции тепломассобменного аппарата при удельной поверхности насадки 450 м2/м3 составл ет 405 м2/м3.The specific active surface of the proposed design of the heat and mass exchanger with a specific surface of the nozzle 450 m2 / m3 is 405 m2 / m3.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4624449A SU1681924A1 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Heat-and-mass exchange column |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4624449A SU1681924A1 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Heat-and-mass exchange column |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1681924A1 true SU1681924A1 (en) | 1991-10-07 |
Family
ID=21417003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4624449A SU1681924A1 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Heat-and-mass exchange column |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1681924A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999001215A1 (en) * | 1997-07-04 | 1999-01-14 | Kühni Ag | Baffles for material exchange columns |
-
1988
- 1988-12-26 SU SU4624449A patent/SU1681924A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1101250, кл. В 01 D3/32, 1984. Авторское свидетельство СССР № 1082470,кл. В 01 D 53/20,1984. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999001215A1 (en) * | 1997-07-04 | 1999-01-14 | Kühni Ag | Baffles for material exchange columns |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3466151A (en) | Fluid exchange column | |
| US4842778A (en) | Apparatus for flow distribution in packed towers | |
| AU669629B2 (en) | A process vessel | |
| US5139544A (en) | Gas-liquid contact column with improved mist eliminator and method | |
| US4744928A (en) | Regular packing for countercurrent mass and direct heat transfer columns | |
| RU2370299C1 (en) | Method and device of direct flow vapour-fluid contact treatment | |
| JP4298795B2 (en) | Catalytic distillation equipment | |
| KR101011928B1 (en) | Random packing element and column to receive it | |
| US5464573A (en) | Liquid collector-distributor with integral exchange column and method | |
| KR101631332B1 (en) | Structured packing module for mass transfer column and process involving same | |
| US5106544A (en) | Method of and apparatus for vapor distribution | |
| US5707563A (en) | V-module fractionation tray | |
| MXPA01003899A (en) | Column comprising a base between filler body sections. | |
| CN105324162A (en) | Combined collector and distributor | |
| US6758463B2 (en) | Liquid distributor internal baffling | |
| RU2403961C1 (en) | Method and device to distribute fluid | |
| US6089549A (en) | Exchange column structured packing bed having packing bricks | |
| TW202039044A (en) | Two-stage liquid distribution device for mass transfer column | |
| RU2547501C2 (en) | Distribution tray, tank or method related therewith | |
| SU1681924A1 (en) | Heat-and-mass exchange column | |
| US6286818B1 (en) | Internal members for mass transfer columns | |
| US20190193047A1 (en) | Structured packing with enhanced fluid-flow interface | |
| CN1025655C (en) | Double-layer distributor | |
| EP0514111A1 (en) | Method of and apparatus for cartridge tray sealing | |
| SU1523047A3 (en) | Apparatus for catalytic conversion of liquid and/or gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: PC4A Effective date: 20051018 |
|
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: QZ4A Effective date: 19970429 |