Колона

Изобретение·относится к аппаратам для проведения лабораторных исследований абсорбции газов на тарелках при минусовых температурах, а также может быть использовано в малотоннажной химической промышленности. Известна колонна Брууна [Крель Э. Руководство по лабораторной перегонке. Под редакцией доктора техн. наук В.М.Олевско-го. М.: "Химия", 1980. - С. 345-352, рис. 263а], включающая прозрачный корпус с тарелками и переливами, изготовленными заодно с корпусом, прозрачный кожух, охватывающий корпус и образующий с корпусом полость, заполненную воздухом, верхнее и нижнее днища корпуса, изготовленные заодно с корпусом, верхнее и нижнее днища кожуха. Основными недостатками известной колонны являются невозможность смены тарелок совместно с переливами в условиях исследований, недостаточные диаметральные размеры тарелок, корпуса и кожуха, что не дает возможности моделирования работы тарелок и использования полученных результатов при расчете промышленных колонн, невозможность непосредственного замера параметров работы исследуемой тарелки в зоне ее расположения в корпусе, невозможность визуального наблюдения за работой тарелки из-за запотевания корпуса и кожуха колонны, а также большие теплопритоки в случае использования данной » конструкции колонны для проведения лабораторных исследований абсорбции газов при минусовых температурах. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является колонна Брууна [Крель Э. Руководство по лабораторной перегонке. Под редакцией доктора техн. наук В.М.Олевского. М.: "Химия", 1980. - С. 345-352, рис. 2636, прототип], включающая прозрачный корпус с тарелками и переливами, изготовленными заодно с корпусом, прозрачный кожух, о хватывающий корпус и образующий с корпусом вакуумную полость, верхнее и нижнее днища корпуса и верхнее и нижнее днища кожуха, выполненные заодно соответственно С корпусом и кожухом. Основными недостатками известной колонны являются невозможность смены тарелок совместно с переливами в условиях исследований, недостаточные диаметральные размеры тарелок, корпуса и кожуха, что не дает возможности моделирования работы тарелок и использования полученных результатов при расчете промышленных колонн, невозможность непосредственного замера параметров работы исследуемой тарелки в зоне ее расположения в корпусе, невозможность отбора проб газа и жидкости на входе и выходе тарелки. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции колонны для проведения лабораторных исследований абсорбции газов на тарелках при минусовых температурах путем обеспечения возможности смены тарелок и увеличения их диаметральных размеров, увеличения диаметра прозрачного корпуса и прозрачного кожуха, создания условий для непосредственного замера необходимых параметров работы исследуемых тарелок в зоне их расположения в прозрачном корпусе колонны, создания условий для отбора проб газа и жидкости. Поставленная техническая задача решается тем, что в колонне, содержащей прозрачный корпус с тарелками и переливами и прозрачный кожух, о хватывающий корпус и образующий вакуумную полость между корпусом и кожухом, верхнее и нижнее днища, согласно изобретению верхнее и нижнее днища выполнены съемными и снабжены контактными кольцами с канавками, в которых герметично установлены корпус и кожух, при этом в корпусе размещены тарелки с переливами, выполненные в виде съемного пакета и снабженные импульсными трубками с датчиками для измерения параметров технологического режима тарелок. Корпус и кожух соединены с верхним и нижним днищем посредством болтовых стяжек, а тарелки в съемном пакете снабжены по периферии уплотняющими манжетами и зафиксированы посредством болтовых стяжек и распорных трубных втулок. Имеющиеся отличия от прототипа подтверждают новизну предложенного технического решения. Сущность этих отличий подтверждается следующим. В отличие от прототипа предлагаемая конструкция колонны в совокупности с признаками, изложенными в формуле изобретения, обеспечивает возможность предварительно собрать вне колонны тарелки с переливами необходимого диаметра, снабженные уплотняющими манжетами по периферии, формируя их в пакет с заданным взаимным расположением тарелок, установить в рабочих зонах тарелок измерительные датчики, импульсные и пробоотборные трубки. Затем собранный пакет тарелок с переливами вместе с измерительными датчиками и импульсными трубками установить в прозрачный корпус колонны, последний выполнен изстеклянной стандартной трубы необходимого диаметра; после чего корпус вместе с пакетом тарелок поместить в прозрачный кожух, выполненный также из стеклянной стандартной трубы. Затем импульсные трубки, отходящие от измерительных датчиков соединить посредством эластичных тр убок с соответствующими выводными трубками, расположенными в верхнем и нижнем днищах, после чего произвести соединение верхнего и нижнего днищ с корпусом и кожухом колонны и скрепить их посредством болтовых стяжек. Таким образом, предложенная колонна • позволяет решить поставленную те хническую задачу. Предложенная колонна схематически представлена на чертеже. Колонна выполнена в виде цилиндрического прозрачного корпуса 1, изготовленного из стеклянной стандартной трубы, с цилиндрическим прозрачным кожухом 2, изготовленным из стеклянной стандартной трубы, и охватывающим корпус 1 с образованием вакуумной кольцевой полости 3 между корпусом 1 и кожухом 2. Колонна включает также верхнее днище 4 с контактным кольцом 5, снабженным кольцевыми канавками б, прокладками 7 из бензостойкой резины и имеющем трубку В для отсоса воздуха из вакуумной полости 3, нижнее днище 9 с контактным кольцом 10, снабженным кольцевыми канавками 11 и прокладками 12 из бензостойкой резины. В корпусе 1 смонтированы в виде съемного пакета верхняя тарелка 13, средняя тарелка 14 и нижняя тарелка 15 соответственно с переливами 16, Пи 18 и манжетными уплотнениями 19, 20,21. При этом съемный пакет тарелок включает также болтовые стяжки 22 и распорные трубные втулки 23 для скрепления и фиксации взаимного положения тарелок 13,14 и 15, измерительные датчики 24 и импульсные трубки 25 для замера перепада давлений на средней тарелке 14 и отбора газовых проб на входе и выходе этой тарелки, пробоотборные трубки 26 для отбора проб жидкости на входе и выходе средней тарелки 14. Импульсные трубки 25 соединены посредством эластичных трубок 27 с выводными трубками 28, а пробоотборные трубки 26 соединены эластичными трубками 29 с выводными трубками 30. Верхнее 4 и нижнее 9 днища выполнены съемными и соединены с корпусом 1 и кожухом 2 герметично посредством болтовых стяжек 31. Колонна включает также штуцеры 32 и 33 для подачи газа в колонну и вывода его из колонны, штуцеры 34 и 35 для подачи жидкости в колонну и вывода ее из колонны. Кроме того, предусмотрены труба 36 для подвода газа с распределителем 37, отбойник 38, установленный в верхнем днище 4 на .выходе газа из колонны, подводящая труба 39 для подачи жидкости с распределителем 40, эластичная сбросная труба 41, одетая на перелив 18, для отвода жидкости с нижней тарелки 15 в нижнее днище 9. Колонна работает следующим образом. Предварительно необходимые для исследования тарелки 13, 14, 15 вместе с переливами 16, 17 и 18, снабженные по периферии уплотняющими манжетами 19, 20, 21 собирают в пакет с заданным взаимным расположением при помощи болтовых стяжек 22 и распорных втулок 23 вместе с измерительными датчиками 24, импульсными 25 и пробоотборными 26 трубками. Далее собранный пакет тарелок устанавливают в корпус 1, после чего корпус 1 вместе с пакетом тарелрк размещают в кожухе 2. Затем соединяют импульсные 25 и пробоотборные 26 трубки посредством эластичных трубок 27 и 29 с соответствующими выводными трубками 28 и 30, после чего соединяют верхнее 4 и нижнее 9 днища с корпусом 1 и кожухом 2 и скрепляют их посредством болтовых стяжек 31. Перед включением колонны в работу отсасывают воздух из вакуумной полости 3 через трубку 8. Затем подают в колонну газ и жидкость, предварительно захоложенные до необходимых минусовых температур. Газ подают в колонну через штуцер 32, подводящую тр убу 36 и распределитель 37, откуда он поднимается и поочередно проходит снизу наверх через тарелки 15,14 и 13, где на каждой тарелке контактирует с жидкостью, стекающей сверху вниз. Пройдя все тарелки, газ поступает в верхнее днище 4, проходит мимо отбойника 38 в штуцер 33, после чего его отводят выборную линию. Жидкость подают в колонну через штуцер 34, подводящую трубу 39, распределитель 40 и пропускают сверху вниз через тарелки 13, 14 и 15, где жидкость контактирует с восходя щим потоком газа с образованием барботажного слоя на каждой тарелке, в объеме которого идет абсорбция газа. По мере срабатывания жидкость перетекает с верхней тарелки 13 через перелив 16 на среднюю тарелку 14, и затем через перелив 17 - на нижнюю тарелку 15, откуда через перелив 18 и сбросную трубу 41 ее сбрасывают в нижнее днище 9 и затем выводят через штуцер 35 в переточную емкость. Во время работы колонны в условиях проведения исследований производит замер перепада давлений газа на тарелке 14, а также отбор проб газа на входе и выходе этой тарелки с использованием датчиков 24, импульсных трубок 25, эластичных соединительных трубок 27 и выходных трубок 28. Отбор проб жидкости на входе и вы ходе тарелки 14 производят с переливов 16 и 17 посредством отборных трубок 26, эластичных соединительных тр убок 29 и выходных тр убок 30. Таким образом, предлагаемая конструкция колонны в совокупности признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет проводить лабораторные исследования абсорбции газов на тарелках при минусовых температурах, осуществлять смену тарелок, провести непосредственный замер необходимых параметров работы исследуемых тарелок в зоне их расположения в корпусе колонны; а также произвести отбор проб газа и жидкости. Украинским государственным химико-технологическим университетом разработаны чертежи колонны для лабораторных исследований процесса абсорбции" ацетилена трибутилфосфатом на тарелке при минусовых температурах, изготовлен опытный образец колонны и проведены его испытания с использованием указанных сред.