Система для распределения жидкости

СИСТЕМА ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В изобретении представлена система для распределения жидкости, к примеру органических растворителей, воды, водно-соляного раствора, крепких щелочных растворов или кислот, через неупорядоченную насадку (PA) или структурированную насадку, при этом жидкость стекает в данной системе тонкой струйкой сверху вниз, предпочтительно в направлении, противоположном или совпадающем с направлением перемещения газа, содержащего, к примеру, SO3 или токсичные вещества; данная система включает в себя по меньшей мере один распределительный элемент (1) с отверстиями, через которые жидкость подается в распределительный канал (2) так, что ниже отверстий в распределительном канале (2) достигается определенный уровень (FP) жидкости, при этом жидкость вытекает из распределительного канала (2) по меньшей мере через одну выходную щель (3) определенной ширины, расположенную на нижнем конце (4) распределительного канала(2), и поступает в насадку (PA) с помощью направляющего элемента (5), распределительный элемент (1) представляет собой напорный трубопровод, из которого жидкость вытекает через форсунки (6), по существу, в закрытую, но продуваемую камеру (7) распределительного канала(2), образованную над уровнем (FP) жидкости, причем в данной камере может поддерживаться давление, соответствующее давлению в контейнере, вмещающем насадку (PA). Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к системе для распределения жидкости, например органических растворителей, воды, водно-соляных растворов, крепких щелочных растворов или кислот через неупорядоченную или структурированную насадку, в которой жидкость течет сверху вниз, при этом предпочтительно, чтобы в том же или противоположном направлении с ней перемещался газ, содержащий, например, SO3 или токсичные вещества; данная система содержит по меньшей мере одно распределительное устройство, через отверстия в котором жидкость поступает в распределительный канал, при этом под отверстиями в распределительном канале поддерживается определенный уровень жидкости; жидкость выходит из распределительного канала по меньшей мере через одну выходную щель определенной ширины, расположенную на нижнем конце распределительного канала, и поступает к насадке скруббера с помощью направляющего устройства. Уровень техники В известной трубчатой оросительной системе от главной распределительной трубы отходит ряд труб с множеством отверстий, обращенных кверху под углом; через данные трубы кислота вытекает в радиальном направлении. С помощью отражательных перегородок, соединенных с трубами, струи жидкости перемещаются вниз к насадке скруббера. Такие системы используются, например, в башне с насадкой для противоточной абсорбции SO3 или водяного пара серной кислотой. В верхней части контейнера (например, цилиндрического) абсорбирующая кислота равномерно распределяется по поперечному сечению устройства с помощью оросительной системы и течет тонкой струйкой через насадку скруббера сверху вниз. Из газа, текущего кверху в противоположном направлении, кислота абсорбирует SO3, при этом концентрация кислоты соответственно возрастает, или воду, при этом кислота разбавляется. В стандартных конструкциях абсорбент представляет собой башню с насадкой, сконструированную в виде противоточного аппарата, корпус которого разделен на три зоны: нижняя часть представляет собой отстойник с выходом для кислоты, средняя часть содержит, например, насадку, расположенную на опорной решетке; через данную насадку кислота, которая равномерно распределена с помощью оросительной системы, расположенной над насадкой, течет вниз. Вход для кислоты, подаваемой на оросительную систему, и выход для газа расположены выше насадки скруббера. Известным недостатком таких систем является пониженная площадь выхода для газа,что ведет к нежелательному локальному увеличению скорости газа и способствует проникновению в него кислотных капель или пыли. Из патентной заявки США 2004/0182013 A1 известна распределительная система, в которой жидкость вытекает без напора из нескольких отверстий в боковой стенке распределительного лотка, открытого сверху, и направляется к нижнему краю с помощью прогнутой решетчатой конструкции, при этом решетчатая конструкция расположена в распределительном канале, образуя дроссельную заслонку. Недостатком этого устройства является, во-первых, проникновение в очищаемый газ мелких кислотных капель и пыли, а во-вторых, то, что отдельные элементы распределителя, такие как лоток и решетчатая конструкция, занимают много места, что уменьшает доступную площадь для прохождения газа. Из патента США 5906773 A известна система для распределения жидкости, направляемой из распределительного лотка, стенка которого содержит два отверстия, расположенных друг над другом на некотором расстоянии друг от друга и ведущих в вертикальную направляющую трубку, на наклонную поверхность 5 перегородки; на данной перегородке расположен водослив, который должен способствовать дальнейшему распределению жидкости. Жидкость затем стекает по вертикальной направляющей пластине 7 на поверхность насадки. Кроме того, что эти распределительные элементы занимают много места, в очищаемый газ также проникает жидкость в виде капель или пыли. Аналогичная конструкция противоточной колонны раскрыта в патенте США 6575437 B2; в этой колонне жидкость стекает на насадку в виде пленки без напора с помощью отражательной перегородки,которая расположена сбоку относительно распределительного лотка. В распределительных трубках, известных из патента США 5439620 A, жидкость вытекает из отверстий на их верхней поверхности и течет по направляющим поверхностям, предусмотренным сбоку около распределительных трубок, которые содержат зазубренный край, до поверхности насадки. Жидкость распределяется вдоль длины распределительных трубок не достаточно равномерно. Другой проблемой является необходимость точного контроля давления во избежание разбрызгивания жидкости из отверстия. Сущность изобретения Задача настоящего изобретения - достичь достаточно равномерного распределения жидкости по всему поперечному сечению насадки с помощью простых конструкторских решений и минимизировать количество жидкостных капель или пыли, проникающих в поток газа. При использовании вышеупомянутой установки эта задача решается с помощью распределительного элемента, представляющего собой напорный трубопровод, из которого жидкость вытекает через форсунки, по существу, в закрытую, но продуваемую камеру распределительного канала, расположенную выше уровня жидкости; в данной камере может поддерживаться давление, соответствующее давлению в контейнере, который вмещает насадку. Таким образом, жидкостные капли или пыль, образуемые при выходе жидкости из форсунок, удерживаются, по существу, в закрытом распределительном канале и не проникают в газообразную фазу. В результате скорость перемещения газа может быть увеличена, а диаметр башни - уменьшен, что позволяет уменьшить затраты. Неравномерное вытекание жидкости из форсунок компенсируется уровнем жидкости, образуемой в распределительном канале, и направляющим элементом, который прилегает к нему вдоль всей длины распределительного элемента. Таким образом, на насадку подается однородная жидкостная пленка и процесс ее вытекания поддается контролю. В соответствии с крайне предпочтительным аспектом настоящего изобретения распределительный канал должен примыкать к распределительному элементу снизу и ширина канала не должна существенно превышать диаметра данного элемента. Таким образом, площадь свободного участка у входа жидкости в насадку максимально увеличена для прохождения встречного потока газа. Удельный объем кислоты,подводимой на квадратный метр площади насадки, до 10 раз предпочтительно в 2-3 раза больше, чем в других спринклерных системах. Предпочтительно, чтобы форсунки распределительного элемента были обращены вглубь распределительного канала и расположены под углом к поверхности жидкости так, чтобы струи жидкости соударялись с боковой стенкой распределительного канала. Это способствует более равномерной подаче жидкости вдоль длины распределительного канала. Во избежание образования нежелательных жидкостных частиц или пыли направляющий элемент,который может представлять собой, например, направляющую пластину, уходит вглубь насадки, например, на 100 мм. Для равномерного распределения жидкости и предотвращения нежелательного проникновения частиц кислоты в поток газа предпочтительно, чтобы уровень жидкости в распределительном канале сохранялся равным около 10-100 мм, более предпочтительно около 15-80 мм над выходной щелью. Ширина выходной щели распределительного канала может составлять, например, около 3-20 мм,предпочтительно около 5-15 мм. Предпочтительно, чтобы диаметр распределительного элемента составлял около 30-300 мм, более предпочтительно около 50-250 мм, при этом над насадкой может быть расположено несколько распределительных элементов на определенном расстоянии друг от друга. На практике предпочтительно выбирать такие условия эксплуатации, чтобы в распределительном элементе поддерживалось избыточное давление около 0,2-6 бар, предпочтительно около 0,5-1 бар. В соответствии с настоящим изобретением камера распределительного канала может быть снабжена продувочным устройством, которое позволяет избежать нежелательного увеличения давления и разбрызгивания жидкости из выходной щели. Предпочтительно также, чтобы распределительный канал был скошен книзу. Система, соответствующая настоящему изобретению, может быть использована, например, в реакторе, в котором жидкость стекает тонкой струйкой на насадку. Перечень чертежей Другие задачи, признаки, преимущества и возможные области применения настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания варианта его выполнения и чертежей. Все описанные и/или проиллюстрированные признаки образуют объект настоящего изобретения в чистом виде или в любой комбинации, также независимо от их включения в отдельные пункты формулы изобретения или ссылок на них. Фиг. 1 - схематичный вид примерного вертикального сечения распределителя жидкости, расположенного над насадкой и состоящего из распределительного элемента, распределительного канала и направляющего элемента, при этом может быть предусмотрено несколько данных компонентов, расположенных на расстоянии друг от друга и параллельных друг к другу, которые образуют единую спринклерную систему, соответствующую настоящему изобретению; фиг. 2 - схематичный вид сверху башни с насадкой и распределителем жидкости, соответствующим настоящему изобретению. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Распределитель жидкости, показанный на чертеже, включает в себя распределительный элемент 1,представляющий собой цилиндрический напорный трубопровод, который предпочтительно располагать параллельно поверхности насадки PA. В распределительный элемент 1 необходимо подавать воду, которая распределяется по всей насадке так, что в ней поддерживается избыточное давление около 0,2-6 бар,предпочтительно около 0,4-4 бар. Снизу к распределительному элементу 1 прилегает распределительный канал 2, что не ведет к увеличению поперечного сечения конструкции. У нижнего скошенного конца 4 распределительный канал 2 содержит выходную щель 3, которая расположена, по существу, по всей его длине; из данной щели выходит жидкость, скапливающаяся в распределительном канале 2 до уровня FP; с помощью форсунок 6, расположенных вдоль длины распределительного элемента, жидкость распыляется в замкнутую камеру 7, которая расположена выше уровня FP жидкости и ограничена им, стенками распределительного канала и распределительного элемента. Система функционирует так, что уровень FP жидкости удерживается в пределах максимального значения FPmax (например, около 100 мм) и мини-2 018511 мального значения FPmin (например, около 20 мм). Форсунки 6 расположены под углом к боковой стенке распределительного канала 2, в результате чего струя жидкости сначала соударяется с данной стенкой. Образующиеся жидкостные капли или пыль не могут передаваться противоточному газу, а удерживаются на уровне жидкости, а значит, в камере 7. Направление форсунок, изображенных на чертеже, приведено в качестве примера; форсунки могут быть обращены и к другой боковой стенке. Можно так также использовать форсунки, расположенные в чередующихся позициях, или двойные форсунки, обращенные в различные стороны. Кроме того, форсунки могут быть расположены не радиально, а по касательной или быть обращены в другие стороны. В камере 7 поддерживается давление, которое примерно соответствует давлению в башне с насадкой. Благодаря компоновке конструкции и параметрам давления жидкость выходит из выходной щели в виде однородной пленки и исключено нежелательное затопление насадки PA. Нижний конец пластинчатого направляющего элемента 5, примыкающего снизу к выходной щели 3, уходит вглубь насадки PA,например, на 100 мм, благодаря чему нежелательное образование жидкостных капель или пыли на данном участке также исключено. На практике уровень FP жидкости может составлять, например, 10-100 мм, предпочтительно около 20-70 мм, ширина выходной щели 3 - около 3-20 мм, предпочтительно 8-10 мм, а диаметр распределительного элемента 1 - около 30-300 мм, предпочтительно около 50-250 мм. Для поддержания в камере требуемого давления она может быть снабжена продувочным устройством, в частности переливным трубопроводом, который предотвращает рост давления в камере при подаче в нее избыточного количества жидкости. Камера или ее боковые стенки могут быть сконфигурированы не так, как показано на фиг. 1, без отступления от фактической идеи настоящего изобретения, в соответствии с которой из камеры выходит слабо возмущенный поток жидкости и на насадку подается достаточно сплошной поток жидкости. В частности, стенки могут быть симметричны друг другу, наклонены, быть гладкими или иметь специальную форму. Направляющий элемент 5 может входить в насадку не вертикально, а под углом к ее поверхности. Кроме того, можно использовать не одну, а несколько выходных щелей и, в частности,несколько направляющих элементов, которые обращены в разные стороны. Выходная щель может быть не наклонена к горизонтальной плоскости, а быть перпендикулярна или параллельна ей. Как видно, например, из фиг. 2, над насадкой PA рядом друг с другом расположено несколько, в данном случае четыре распределительных элемента 1 для равномерного распределения жидкости по всему поперечному сечению башни. Серная кислота подается в распределительные элементы из общего трубопровода 8. В соответствии с частным аспектом настоящего изобретения диаметры или формы форсунок 6 могут отличаться между собой в зависимости от удаленности форсунок от подающего трубопровода. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для распределения жидкости через наполняющую насадку (PA) или структурированную насадку, по которой жидкость стекает тонкой струйкой сверху вниз, включающая по меньшей мере один распределительный элемент (1) с форсунками (6) для подачи жидкости в распределительный канал (2) так, чтобы ниже форсунок (6) в распределительном канале (2) достигался определенный уровень (FP) жидкости, по меньшей мере одну выходную щель (3) определенной ширины, расположенную на нижнем конце (4) распределительного канала (2), через которую жидкость вытекает из распределительного канала (2) и поступает в наполняющую насадку (PA) с помощью направляющего элемента (5), причем распределительный элемент (1) представляет собой напорный трубопровод, в распределительном канале (2) имеется камера (7), образованная над уровнем (FP) жидкости, такая, что в данной камере может поддерживаться давление, соответствующее давлению в контейнере, вмещающем насадку (PA), характеризующаяся тем, что распределительный канал (2) прилегает снизу к распределительному элементу (1), а максимальная толщина канала несущественно превышает диаметр распределительного элемента (1). 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунки (6) распределительного элемента (1) обращены вглубь распределительного канала (2) и расположены под углом к поверхности (FP) жидкости. 3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что направляющий элемент (5) уходит вглубь насадки(PA) примерно на 100 мм. 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что направляющий элемент (5) представляет собой направляющую пластину, которая, что предпочтительно, расположена вдоль всей длины распределительного канала (2). 5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что распределительная система скомпонована так, что уровень (FP) жидкости в распределительном канале составляет около 10-100 мм, предпочтительно около 15-80 мм выше выходной щели (3). 6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что ширина выходной щели (3) составляет около 3-20 мм, предпочтительно около 5-15 мм. 7. Система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что диаметр предпочтительно цилиндрического распределительного элемента (1) составляет около 30-300 мм, предпочтительно около 50-250 мм. 8. Система по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что распределительная система скомпонована так, что при ее работе избыточное давление в распределительном элементе составляет около 0,2-6 бар,предпочтительно около 0,5-1 бар. 9. Система по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что камера (7) распределительного канала (2) снабжена средствами продувки. 10. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что распределительный канал (2) скошен книзу. 11. Система по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что распределяемой жидкостью являются органические растворители, вода, водно-соляной раствор, крепкие щелочные растворы или кислоты. 12. Применение системы по любому из пп.1-11 для распределения жидкости в реакторе, в котором жидкость стекает на насадку тонкой струйкой.