RU166313U1

RU166313U1 - SKIN AND TUBE ABSORPTION APPARATUS

Info

Publication number: RU166313U1
Application number: RU2016103218/05U
Authority: RU
Inventors: Алексей Семенович Овчинников; Галина Георгиевна Русакова; Николай Михайлович Антонов; Никита Игоревич Лебедь; Мария Михайловна Русакова; Александр Сергеевич Мельников; Дмитрий Валерьевич Парахневич; Елена Дмитриевна Парахневич; Даниил Валерьевич Лучковский
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2016-11-20

Abstract

Кожухотрубный абсорбционный аппарат, содержащий корпус, отличающийся тем, что корпус дополнительно снабжен рубашкой со штуцерами входа и выхода прямого теплоносителя; внутри корпуса вертикально расположен трубный пучок, где каждая труба имеет винтовую спираль, при этом каждый виток спирали расположен под углом 40 - 46° по отношению к трубе трубного пучка, спирали смежных труб имеют противоположное направление витков, а трубы жестко соединены друг с другом в точках соприкосновения спиралей с образованием жесткого каркаса; корпус имеет штуцеры для ввода оборотной воды и вывода прямой воды, проходящей внутри корпуса через трубы трубного пучка; штуцер с форсункой орошения для ввода жидкого адсорбента, штуцер-тройник с форсункой орошения для ввода жидкого адсорбента и вывода очищенного газа, форсунки орошения расположены диаметрально противоположно навстречу друг к другу; а также штуцер-тройник, расположенный в нижней части корпуса, для ввода неочищенных газов с примесью и вывода использованного абсорбента.A shell-and-tube absorption apparatus comprising a housing, characterized in that the housing is additionally provided with a jacket with fittings for the input and output of a direct coolant; a tube bundle is vertically located inside the casing, where each tube has a helical spiral, with each coil of the spiral being at an angle of 40 - 46 ° with respect to the tube of the tube bundle, the spirals of adjacent pipes have the opposite direction of the turns, and the pipes are rigidly connected to each other at points the contact of the spirals with the formation of a rigid frame; the housing has fittings for introducing recycled water and outputting direct water passing inside the housing through the tube bundle pipes; a nozzle with an irrigation nozzle for introducing a liquid adsorbent, a tee fitting with an irrigation nozzle for injecting a liquid adsorbent and discharging purified gas, irrigation nozzles are diametrically opposite to each other; as well as a tee fitting located in the lower part of the housing, for introducing raw gases with impurity and for withdrawing the used absorbent.

Description

Полезная модель относится к аппаратам для очистки газов от нежелательных примесей жидким поглотителем-абсорбентом и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной, теплоэнергетической, биохимической, пищевой промышленности и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки вентиляционных выбросов.The utility model relates to apparatuses for cleaning gases from unwanted impurities by a liquid absorber-absorbent and can be used in the chemical, oil refining, metallurgical, machine-building, heat and power, biochemical, food industries and other industries, as well as in environmental processes for cleaning ventilation emissions.

Известны конструкции колонных аппаратов, которые используют в качестве абсорберов, содержащих корпус с патрубками входа и выхода газов и жидкого абсорбента [Рамм В.М. Абсорбция газов. - М: Химия, 1980. 560 с; Колонные аппараты: Каталог-справочник. - М: ЦНИИТИХимнефтемаш, 1966].Known designs of column apparatuses that are used as absorbers containing a housing with nozzles for the inlet and outlet of gases and liquid absorbent [Ramm V.M. Gas absorption. - M: Chemistry, 1980.560 s; Column apparatuses: Directory. - M: TSNIITICHimneftemash, 1966].

Недостатком этих конструкций является сложность отвода тепла абсорбции, особенно при экзотермических процессах, что снижает эффективность процесса и потребует увеличения расхода абсорбента.The disadvantage of these designs is the difficulty of removing heat of absorption, especially during exothermic processes, which reduces the efficiency of the process and will require an increase in the consumption of absorbent.

За прототип принят абсорбер, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, внутри которого установлены вертикальные элементы, между которыми размещена насадка, при этом с целью интенсификации тепломассообмена за счет самовибрации насадки, она выполнена в виде колец, сцепленных друг с другом, а вертикальные элементы выполнены из мягкого эластичного и смачиваемого материала (описание изобретения к авторскому свидетельству №799794, опубл. 30.01.1981).The prototype is an absorber containing a housing with phase inlet and outlet nozzles, inside of which there are installed vertical elements, between which the nozzle is placed, while in order to intensify heat and mass transfer due to the nozzle self-vibration, it is made in the form of rings interlocked with each other, and vertical elements made of soft, elastic and wettable material (description of the invention to copyright certificate No. 799794, publ. 30.01.1981).

Недостатком устройства является недостаточная поверхность теплопередачи и скорость отвода тепла экзотермической реакции. При этом устройство не обеспечивает необходимого распределения абсорбента по рабочей камере абсорбера, что вызывает появление застойных зон при перемешивании компонентов и снижает эффективность технологического процесса.The disadvantage of this device is the insufficient heat transfer surface and the rate of heat dissipation of the exothermic reaction. However, the device does not provide the necessary distribution of the absorbent over the working chamber of the absorber, which causes the appearance of stagnant zones during mixing of the components and reduces the efficiency of the process.

Задача полезной модели - повышение эффективности процесса очистки ки газов, а также снижение количества потребляемого абсорбента.The objective of the utility model is to increase the efficiency of the gas cleaning process, as well as to reduce the amount of absorbent consumed.

Технический результат - возможность проведения процесса очистки газов от нежелательных примесей с высокой эффективностью и минимальным расходом абсорбента.EFFECT: possibility of carrying out a gas purification process from unwanted impurities with high efficiency and minimum absorbent consumption.

Технический результат достигается кожухотрубным абсорбционным аппаратом, содержащий корпус, при этом дополнительно снабжен рубашкой со штуцерами входа и выхода прямого теплоносителя; внутри корпуса вертикально расположен трубный пучок, где каждая труба имеет винтовую спираль, при этом каждый виток спирали расположен под углом 40…46° по отношению к трубе трубного пучка, спирали смежных труб имеют противоположное направление витков, а трубы жестко соединены друг с другом в точках соприкосновения спиралей с образованием жесткого каркаса; корпус имеет штуцеры для ввода оборотной воды и вывода прямой воды, проходящей внутри корпуса через трубы трубного пучка; штуцер с форсункой орошения для ввода жидкого адсорбента, штуцер-тройник с форсункой орошения для ввода жидкого адсорбента и вывода очищенного газа, форсунки орошения расположены диаметрально противоположно навстречу друг к другу; а также штуцер-тройник, расположенный в нижней части корпуса, для ввода неочищенных газов с примесью и вывода использованного абсорбента.The technical result is achieved by a shell-and-tube absorption apparatus comprising a housing, wherein it is additionally provided with a jacket with fittings for the inlet and outlet of a direct coolant; inside the casing, a tube bundle is vertically located, where each tube has a helical spiral, with each coil being positioned at an angle of 40 ... 46 ° with respect to the tube bundle, the spirals of adjacent tubes have opposite turns and the tubes are rigidly connected to each other at points the contact of the spirals with the formation of a rigid frame; the housing has fittings for introducing recycled water and outputting direct water passing inside the housing through the tube bundle pipes; a nozzle with an irrigation nozzle for introducing a liquid adsorbent, a tee fitting with an irrigation nozzle for injecting a liquid adsorbent and discharging purified gas, irrigation nozzles are diametrically opposite to each other; as well as a tee fitting located in the lower part of the housing, for introducing raw gases with impurity and for withdrawing the used absorbent.

На фиг. 1 изображен кожухотрубный абсорбционный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - выносной элемент расположения витков по отношению к трубе трубного пучка А; на фиг. 3 - выносной элемент жесткого соединения труб друг с другом на точках соприкосновения спиралей Б.In FIG. 1 shows a shell-and-tube absorption apparatus, general view; in FIG. 2 - an external element of the arrangement of turns in relation to the pipe of the tube bundle A; in FIG. 3 - remote element of rigid connection of pipes to each other at the points of contact of the spirals B.

Устройство состоит из корпуса 1 с рубашкой 2, штуцерами входа 3 и выхода 4 прямого теплоносителя, внутри корпуса 1 расположен трубный пучок 5, где каждая труба 6 имеет винтовую спираль 7, корпус 1 имеет штуцеры для ввода оборотной воды 8 и вывода прямой воды 9, проходящей внутри корпуса через трубы 6 трубного пучка 5; штуцер 10 с форсункой орошения 11 для ввода жидкого адсорбента, штуцер-тройник 12 с форсункой орошения 13 для ввода жидкого адсорбента и вывода очищенного газа, а также штуцер-тройникThe device consists of a housing 1 with a jacket 2, fittings of the inlet 3 and outlet 4 of the direct coolant, inside the housing 1 there is a tube bundle 5, where each pipe 6 has a helical spiral 7, housing 1 has fittings for introducing recycled water 8 and outputting direct water 9, passing inside the housing through the pipe 6 of the tube bundle 5; fitting 10 with an irrigation nozzle 11 for introducing a liquid adsorbent, a tee 12 with an irrigation nozzle 13 for introducing a liquid adsorbent and withdrawing a purified gas, as well as a tee

14, расположенный в нижней части корпуса 1, для ввода неочищенных газов с примесью и вывода использованного абсорбента. Устройство работает следующим образом.14, located in the lower part of the housing 1, for the introduction of untreated gases with impurities and the withdrawal of the used absorbent. The device operates as follows.

Абсорбент подавался в корпус 1 абсорбера форсункой 11 через патрубок 10 и форсункой 13 через патрубок-тройник 12, а газ через патрубок-тройник 14 и они равномерно распределялись по поперечному сечению абсорбера. Между трубами 6 трубного пучка 5 абсорбент стекал вниз в виде пленки, вступавшей во взаимодействие с газом и попадал в патрубок-тройник 14. Очищенный от нежелательных примесей газ выводился через патрубок-тройник 12.The absorbent was fed into the absorber housing 1 by the nozzle 11 through the nozzle 10 and the nozzle 13 through the nozzle-tee 12, and the gas through the nozzle-tee 14 and they were evenly distributed over the cross-section of the absorber. Between the pipes 6 of the tube bundle 5, the absorbent flowed down in the form of a film that interacted with the gas and entered the nozzle tee 14. The gas purified from undesirable impurities was discharged through the nozzle tee 12.

Распыление абсорбента через форсунки, расположенные диаметрально противоположно навстречу друг к другу, задают направление потоку, рассеивая его по всей площади межтрубного пространства, что позволяет избежать застойных зон при перемешивании, при этом повышается эффективность технологического процесса. Применение трубного пучка, в котором каждая трубка имеет винтовую спираль, где каждый виток расположен под углом 40…46° по отношению к трубе трубного пучка, а в смежных трубках спирали имеют противоположное направление, позволяет увеличить площадь контактирующей поверхности и скорость теплопередачи за счет максимально дисперегированного потока. Применение рубашки со штуцерами ввода и вывода теплоносителя обеспечивает необходимый отвод тепла при абсорбции при минимальном расходе абсорбента. Для дополнительно охлаждения устройства установлены штуцеры для ввода и вывода оборотной и прямой воды, проходящей внутри корпуса через трубы трубного пучка.Spraying the absorbent through nozzles located diametrically opposite to each other sets the flow direction, scattering it over the entire annular space, which avoids stagnant zones during mixing, while increasing the efficiency of the process. The use of a tube bundle in which each tube has a helical spiral, where each turn is located at an angle of 40 ... 46 ° with respect to the tube bundle, and in adjacent tubes the spirals have the opposite direction, allows to increase the contact surface area and the heat transfer rate due to the maximum dispersed flow. The use of a shirt with fittings for the input and output of the coolant provides the necessary heat removal during absorption with a minimum consumption of absorbent material. For additional cooling of the device, fittings for input and output of circulating and direct water passing inside the housing through the tube bundle pipes are installed.

Устройство может быть реализовано в различных отраслях промышленности при очистке газов от нежелательных примесей.The device can be implemented in various industries when cleaning gases from unwanted impurities.

Claims

A shell-and-tube absorption apparatus comprising a housing, characterized in that the housing is additionally provided with a jacket with fittings for the input and output of a direct coolant; a tube bundle is vertically located inside the casing, where each tube has a helical spiral, with each coil of the spiral being at an angle of 40 - 46 ° with respect to the tube of the tube bundle, the spirals of adjacent pipes have the opposite direction of the turns, and the pipes are rigidly connected to each other at points the contact of the spirals with the formation of a rigid frame; the housing has fittings for introducing recycled water and outputting direct water passing inside the housing through the tube bundle pipes; a nozzle with an irrigation nozzle for introducing a liquid adsorbent, a tee fitting with an irrigation nozzle for injecting a liquid adsorbent and discharging purified gas, irrigation nozzles are diametrically opposite to each other; as well as a tee fitting located in the lower part of the housing, for introducing raw gases with impurity and for withdrawing the used absorbent.