Роторна ректифікаційна колона

Роторна ректифікаційна колона, що містить корпус, вертикальний вал, співвісно встановлений в корпусі з можливістю обертання, контактні ступені, змонтовані з можливістю прийому робочого середовища, яка відрізняється тим, що корпус роторної ректифікаційної колони виконаний у вигляді n-го числа царг ректифікації, кожна з яких має форму прямокутного паралелепіпеда, при цьому царги ректифікації встановлені на горизонтальній основі корпусу і розташовані між двома концентричними твірними корпусу - меншою, навкруги вала, і більшою, на периферії корпусу, крім того кожна царга ректифікації довгою стороною паралелепіпеда орієнтована радіально осі вала, всередині кожна царга ректифікації забезпечена пакетом контактних ступенів, виконаних у вигляді тарілок, розташованих з зазором один щодо одно U 2 (13) 1 3 13606 4 кох колон, тобто накопичують продукт недостатПоставлена задача вирішується тим, що проньої концентрації і повторюють цикл. Достатньо понується пристрій розділення рідини на фракції складно забезпечити при великій довжині колон, (наприклад ізотопів) - в яких організований процес однаковий температурний режим в будь-якій точці ректифікації в горизонтальній площині. Він дозвоустановки. Істотним недоліком методу ректифікації лить, зокрема одержувати ізотопи легких елементакож є вимоги до приміщення. Його висота має тів і тих важких елементів, у яких існує як робоча бути достатньо великою. Крім того практично всі речовина хімічне з'єднання з температурою кипінвідомі установки ректифікації так званого "прованя до 500-600 градусів Цельсія. льного типу". Це означає те, що при будь-якій не Крім того поставлена задача вирішується тим, штатній ситуації флегма, що стікає по колоні, потщо роторна ректифікаційна колона, яка містить рапляє у випарник і розбавляє важку фракцію легкорпус, вертикальний вал, співісно встановлений в кою. Процес потрібно починати спочатку. корпусі з можливістю обертання, контактні ступені, Відомий відцентровий тепломасообмінний змонтовані з можливістю прийому робочого сереапарат який має вертикальний корпус круглого довища, має корпус роторної ректифікаційної копоперечного перетину з примикаючими до його лони виконаний у вигляді n-го числа царг ректифівнутрішньої бічної поверхні бризгоулавлюваючими кації, кожна з яких має форму прямокутного кільцевими кишенями зі зливними отворами, перепаралелепіпеда при цьому царги ректифікації тічні лотки, розташовані приймальними кінцями під встановлені на горизонтальній основі корпусу і зливними отворами кільцевих кишень, вал, встарозташовані між двома концентричними створююновлений співісно в корпусі з можливістю обертанчими корпусу - меншої навкруги валу і більшої на ня, контактні ступені, змонтовані на валу з можлипериферії корпусу, крім того кожна царга ректифівістю прийому рідкої фази з перетічних лотків і її кації довгою стороною паралелепіпеда орієнтоваскидання з периферії контактних ступенів, що обена радіально осі валу, всередині кожна царга рекртаються, в протистоячі кільцеві кишені, що склатифікації забезпечена пакетом контактних ступені даються з центральної маточини з укріпленими на в виконаних у вигляді тарілок, розташованих з заній нижнім і верхнім рядами, що розходяться від зором щодо один одного, причому кожна тарілка неї спиць і з жолобів, закручених у вигляді багатозігнута і повторює форму поверхні, яка отримана заходної спіралі навкруги маточини і встановлених шляхом перетину кожної царги ректифікації сімейна ребро між спицями нижнього і верхнього рядів ством поверхонь параболоїдів обертання утворевиїмкою у бік центральної маточини із застосуванних при обертанні сімейства парабол відповідно ням дистанційних обмежувачів взаємного полодо формули: ження жолобів для забезпечення щілистих зазорів 2 заданої величини між сусідніми жолобами, причоh R2 Ri2 2g му як дистанційні обмежувачі взаємного положенде h, R - координати точки параболи ня жолобів застосована впорядкована сукупність локальних поглиблень в контактному ступені, що ω - кутова швидкість обертання g - прискорення вільного падіння забезпечує величину зазору між жолобами 0,54мм. Крім того локальні поглиблення виконані у Ri - радіальна координата і-тої тарілки, причому вершина кожної параболи лежить на вигляді поперечних щілин, що прорізають під косим кутом в спицях на їх стороні, зверненій до жозагальній з корпусом осі нижче за основу корпусу, при цьому непарні тарілки закріплені на внутрішній лобів і орієнтованих паралельно протистоячим їм бічним кромкам жолобів, при цьому бічні кромки поверхні днища прямокутного паралелепіпеда царги ректифікації з зазором над верхньою кромжолобів, заведені всередину щілин, локальні поглиблення виконані у вигляді круглих вм'ятин в кою, а парні тарілки закріплені на внутрішній поверхні кришки прямокутного паралелепіпеда царги днищах жолобів, при цьому жолоби притиснуті днищами один до одного. Жолоби виконані вширректифікації з зазором під нижньою кромкою, при цьому кожна царга ректифікації забезпечена сисшки менше 40мм, перетічні лотки насаджені приймальними кінцями на загальний вертикальний потемою трубопроводів для протиточного руху парової і рідкої фаз Практично всі недоліки, властиві воротний стрижень, встановлений обертальний "вертикальній ректифікації", можна усунути, якщо біля бічної стінки корпусу і проходячий крізь зливні перевести процес ректифікації в горизонтальну отвори кільцевих кишень, і в кільцевих кишенях площину. При цьому, сила тяжіння, примушуюча виконані прорізи, що лежать в загальній вертикарідину рухатися по колоні вниз, очевидно повинна льній площині і що стуляються зі зливними отвобути замінена на відцентрову. Якщо розташувати рами. контактні тарілки на яких відбувається масообмін В контактній ступені спиці верхнього ряду розміж рідкою і газоподібною фазами так, щоб під міщені з кутовим зсувом по відношенню до спиць дією відцентрової сили рідина рухалася по них в нижнього ряду [РФ №96121838, 1999.01.20, (RU), одну сторону, а пара в іншу, то принцип ректифіMKB B01D3/30, Роторна ректифікаційна колона]. кації не порушується і розділення ізотопів відбуваВ основу корисної моделі поставлена задача тиметься точно так, як і у вертикально розташовастворення роторної ректифікаційної колони, шляній колоні. хом нового взаємозв'язку та взаєморозміщення На Фіг.1 приведена схема Роторної ректифікаелементів установки щоб забезпечити зменшення ційної колони. енерговитрат, підвищення якості розподілу ізотоНа Фіг.2 приведено вигляд по А-А. пів, відбір легких домішок із зон максимального На Фіг.3 приведено вигляд тарілок в середині накопичення та відведення цих домішок з установцарги ректифікації. ки. 5 13606 6 Пристрій, що працює на цьому принципі - це ректифікаційній колоні до 1000, якщо ширина секроторна ректифікаційна колона з вертикальною ції 300мм. віссю ОО, що має основу корпусу 1 діаметром 1,5 При вказаних розмірах роторна ректифікаційметри і заввишки 0,5 метри, яка обертається з на колона з десятьма царгами матиме до тисячі частотою 60об/хв. В горизонтальній площині між ступенів розділення, що еквівалентно по розділодвома концентричними створюючими корпусу 4 та вій здатності мінімум 20 метрам вертикальної ко2 з радіусами 0,5 і 1,5 метрів розташовано 10 царг лони. П'ять таких пристроїв, розташованих один ректифікації 3 (Фіг.1). Усередині кожної царги рекнад одним можуть мати до 5 тисяч ступенів роздітифікації послідовно розташовано два типи тарілення, що дозволяє ефективно вирішити задачі лок 4 (Фіг.2) тип А - що підіймають рідину і тип В розділення мало відмінних один від одного компощо опускають рідину. Тарілки А виходять з дна нент рідини, зокрема, ізотопів. В порівнянні з версекції і не доходять до кришки секції. Тарілки В тикальними колонами ректифікації рідинна роторвиходять з кришки секції і не доходять до дна секна ректифікаційна колона не вимагає спеціальних ції. Всі тарілки повинні задовольняти умові: - в високих приміщень, істотно полегшується підтримкожній крапці рівнодіюча сила рівна нулю. В цьому ка теплового режиму, відсутній ефект провалу випадку робочі площини тарілок є часткою парарідини в нагрівач при не штатній ситуації і, при болоїду обертання. (Фіг.3). ліквідації несправності, процес ректифікації проЗапропонована корисна модель працює надовжується без порушення просторового розподіступним чином. лу концентрації компонент. У вертикальних колоРух фаз організований таким чином, що рідина нах не можливо розділяти рідини, що мають поступає з боку меншої створюючої корпусу 1 ровелику густину і в'язкість, оскільки сила тяжкості не торної ректифікаційної колони в одну з царг 3. Під здатна примусити її пройти через невеликі зазори дією відцентрової сили рідина підіймається по таміж тарілками. У разі вживання рідинних роторних рілці А і опускається до днища царги по тарілці В і ректифікаційних колон відстані між тарілками знатак далі. З кінця царги 3 рідина примусово постучні (10мм в нашому варіанті пристрою) крім того, пає на початок наступної царги. Пара рухається в величина відцентрової сили легко регулюється. Це протилежному напрямі. дає підстави розглядати принципову можливість Тарілки типу В декілька виводять з цього порозділення ізотопів важких елементів, у яких є ложення так, щоб утворилася відмінна від нуля з'єднання, що мають розумну температуру паротрезультуюча сила направлена вниз. Відстані між ворення і достатній тиск пари. Для пониження тетарілками А і В, між кромками тарілок А і кришкою, мператури кипіння, тобто робочої температури В і днищем приблизно рівні. Тобто, забезпечується установки, знижують тиск в установці. Такі прийопостійний прохідний перетин для пари рідини. Якми відомі і використовуються в практиці ректифіщо ця величина рівна 10-15мм, то в одній секції кації. поміщаються до 100 тарілок, а на всій роторній 7 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 13606 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601