RU2042371C1

RU2042371C1 - Heat-mass-transfer apparatus

Info

Publication number: RU2042371C1
Authority: RU
Inventors: В.Е. Тройнин
Original assignee: Акционерное общество "Новатор"
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: heat-mass-transfer equipment. SUBSTANCE: apparatus has a housing with gas inlet and outlet pipe connections, arrangement for delivery of sprinkling liquid, and contact device, having perforated inclined surfaces. Arrangement for delivery of sprinkling liquid is made as a vertical tube located in the central part of the housing and furnished with holes positioned in tiers, and positioned on the outside surface of the above tube are spring-loaded bushes with holes located against the tube holes; attached to each bush under the hole is a shell in the form of truncated cone for vertical movement; the larger base of the cone forms a clearance with the housing, and attached to the housing under the above shell with the larger base is a shell in the form of inverted truncated cone, whose smaller base forms a clearance with the tube for delivery of sprinkling liquid. From the outside each bush is furnished with an annular enclosure forming with the shell upper surface a slotted hole for liquid delivery. EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к тепломассообменному оборудованию и может быть использовано для очистки газа от твердых, жидких и газообразных примесей. The invention relates to heat and mass transfer equipment and can be used for gas purification from solid, liquid and gaseous impurities.

Известен аппарат для очистки газа, включающий корпус с входным и выходным патрубками, сепарационную камеру, распыливающие конуса и центральную трубу для подачи жидкости [1]
Недостатком такого устройства является малая интенсивность тепломассообмена и значительный расход жидкости.A known apparatus for gas purification, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a separation chamber, spray cones and a Central pipe for supplying liquid [1]
The disadvantage of this device is the low intensity of heat and mass transfer and a significant flow of liquid.

Наиболее близким к изобретению известным техническим решением является тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками для газа, средство для подачи оросительной жидкости и контактное устройство в виде набора прямоугольных уголков, которые установлены по нисходящей линии попарно с возможностью вращения в разные стороны, выполнены перфорированными и снабжены желобами, установленными под ними [2]
Недостаток данного устройства состоит в том, что из-за неравномерного смачивания перфорированной поверхности уголков не обеспечивается равномерность смачивания восходящего потока газа, в результате чего качество очистки остается низким. Кроме того, поскольку при изменениях расхода газа расход жидкости остается неизменным, смачивание газа производится в пределах, весьма далеких от оптимальных значений, что также не обеспечивает требуемой степени очистки газа и приводит к значительному расходу жидкости.Closest to the invention, the known technical solution is a heat and mass transfer apparatus comprising a housing with inlet and outlet nozzles for gas, means for supplying irrigation fluid and a contact device in the form of a set of rectangular corners, which are mounted in pairs along a descending line and rotated in opposite directions, made perforated and equipped with gutters installed under them [2]
The disadvantage of this device is that due to the uneven wetting of the perforated surface of the corners, the uniformity of wetting of the upward gas flow is not ensured, as a result of which the quality of cleaning remains low. In addition, since the flow rate of the liquid remains unchanged with changes in the gas flow rate, the gas is wetted within very far from the optimal values, which also does not provide the required degree of gas purification and leads to a significant flow of liquid.

Техническая задача изобретения повышение качества очистки газа и снижение расхода жидкости. The technical task of the invention is to improve the quality of gas purification and reduce liquid consumption.

Техническая задача решается за счет того, что в тепломассообменном аппарате, содержащем корпус с входным и выходным патрубками для газа, средство для подачи оросительной жидкости и контактное устройство из перфорированных наклонных поверхностей, в соответствии с изобретением средство для подачи оросительной жидкости выполнено в виде вертикальной трубы, размещенной в центральной части корпуса и снабженной поярусно расположенными отверстиями, а на наружной части указанной трубы размещены подпружиненные втулки с отверстиями, расположенными напротив отверстий трубы, причем к каждой втулке под отверстием прикреплена с возможностью вертикального перемещения обечайка в виде усеченного конуса, большее основание которого образует с корпусом зазор, а под указанной обечайкой прикреплена к корпусу большим основанием обечайка в виде обратного усеченного конуса, меньшее основание которого образует зазор с трубой для подачи оросительной жидкости. The technical problem is solved due to the fact that in the heat and mass transfer apparatus comprising a housing with inlet and outlet nozzles for gas, means for supplying irrigation fluid and a contact device from perforated inclined surfaces, in accordance with the invention, the means for supplying irrigation fluid is made in the form of a vertical pipe, located in the central part of the housing and provided with tiered holes, and on the outer part of the specified pipe there are spring loaded bushings with holes located opposite to the pipe holes, with each shell under the hole being vertically mounted a shell in the form of a truncated cone, the larger base of which forms a gap with the body, and under the shell is attached to the body with a large base, a shell in the form of a reverse truncated cone, the smaller base of which forms clearance with a pipe for supplying irrigation fluid.

Техническая задача решается также за счет того, что каждая втулка снаружи снабжена кольцеобразным кожухом, образующим с верхней поверхностью обечайки щелевое отверстие для подачи жидкости. The technical problem is also solved due to the fact that each sleeve is externally provided with an annular casing, forming a slit hole for supplying liquid with the upper surface of the shell.

На фиг. 1 изображена схема тепломассообменного аппарата; на фиг. 2 узел I на фиг. 1. In FIG. 1 shows a diagram of a heat and mass transfer apparatus; in FIG. 2 node I in FIG. 1.

Тепломассообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для газа, средство для подачи оросительной жидкости в виде вертикальной трубы 4, размещенной в центральной части корпуса 1, и контактное устройство из перфорированных наклонных поверхностей. Вертикальная труба 4 снабжена поярусно расположенными отверстиями 5. На наружной части трубы 4 размещены втулки 6 с отверстиями 7, расположенными напротив отверстий 5 трубы 4. Втулки 6 снабжены пружинами 8, соосно установленными на трубе 4. К каждой втулке 6 под отверстием 7 прикреплена с возможностью вертикального перемещения перфорированная обечайка 9 в виде усеченного конуса, большее основание которого образует с корпусом 1 зазор 10. Под обечайкой 9 к корпусу 1 большим основанием прикреплена обечайка 11 в виде обратного усеченного конуса. Меньшее основание конуса обечайки 11 образует с трубой 4 зазор 14 для подачи оросительной жидкости. Каждая втулка 6 снаружи может быть снабжена кольцеобразным кожухом 13, образующим с верхней поверхностью обечайки 9 щелевое отверстие 14 для пленочной подачи жидкости. В верхней части корпуса 1 размещен каплеуловитель 15. К нижней части корпуса 1 прикреплен патрубок 16 для слива жидкости с продуктами очистки. The heat and mass transfer apparatus comprises a cylindrical body 1 with an inlet 2 and an outlet 3 nozzles for gas, means for supplying irrigation fluid in the form of a vertical pipe 4 located in the central part of the housing 1, and a contact device from perforated inclined surfaces. The vertical pipe 4 is provided with belt-shaped holes 5. On the outer part of the pipe 4 there are bushings 6 with holes 7 opposite the holes 5 of the pipe 4. The bushings 6 are provided with springs 8 coaxially mounted on the pipe 4. To each sleeve 6 under the hole 7 is mounted with the possibility vertical movement of the perforated shell 9 in the form of a truncated cone, the larger base of which forms a gap 10 with the housing 1. Under the shell 9, a shell 11 is attached to the housing 1 with a large base in the form of a reverse truncated cone. The smaller base of the cone of the shell 11 forms with the pipe 4 a gap 14 for supplying irrigation fluid. Each sleeve 6 from the outside can be equipped with an annular casing 13, forming with the upper surface of the shell 9 a slit hole 14 for film supply of liquid. A droplet eliminator 15 is placed in the upper part of the housing 1. A nozzle 16 is attached to the lower part of the housing 1 for draining the liquid with cleaning products.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом. Heat and mass transfer apparatus operates as follows.

Загрязненный газ через патрубок 2 подается внутрь корпуса 1, поднимается, пересекая перфорированные поверхности обечаек 9 и 11. Одновременно с этим по трубе 4 подается оросительная жидкость, которая через отверстия 5 и 7 стекает на поверхность обечайки 9 и в виде пленки направляется к зазору 10, откуда сливается на поверхность обечайки 11. Далее часть жидкости через зазор 12 стекает на нижележащую обечайку 9. Часть жидкости стекает с обечаек 9 и 11 через их перфорацию навстречу потоку газа. Восходящий поток газа орошается движущимся ему навстречу равномерно распределенным по сечению капельным потоком жидкости и подвергается интенсивному фазообмену. Газожидкостная смесь при пересечении перфорации обечаек 9 и 11 многократно дробится и дополнительно орошается пленочной жидкостью, стекающей по этим обечайкам. Очищенный газ проходит через каплеуловитель 15 и через патрубок 3 направляется потребителю. Contaminated gas is supplied through the pipe 2 into the housing 1, rises, crossing the perforated surfaces of the shells 9 and 11. At the same time, irrigation fluid is supplied through the pipe 4, which flows through holes 5 and 7 to the surface of the shell 9 and is directed to the gap 10 in the form of a film. from where it merges onto the surface of the shell 11. Then, part of the liquid flows through the gap 12 to the underlying shell 9. Some of the liquid flows from the shells 9 and 11 through their perforation towards the gas flow. The upward flow of gas is irrigated by a droplet flow of liquid uniformly distributed over the cross section moving towards it and undergoes intensive phase exchange. The gas-liquid mixture at the intersection of the perforation of the shells 9 and 11 is repeatedly crushed and further irrigated with a film of liquid flowing down these shells. The purified gas passes through a droplet eliminator 15 and through the pipe 3 is sent to the consumer.

При увеличении расхода газа повышается его напор на обечайки 9, которые вместе с втулками 6 поднимаются, сжимая пружины 8. При этом отверстия 7 втулок 6 поднимаются относительно неподвижных отверстий 5 трубы 4, что увеличивает проходной канал для прохода жидкости из трубы 4 на поверхность обечайки 9. При совпадении оси отверстий 7 с осью отверстий 5 расход жидкости на орошение становится максимальным при максимальном расходе газа. With an increase in gas flow, its pressure on the shells 9 increases, which together with the bushings 6 rise, compressing the springs 8. Moreover, the holes 7 of the bushings 6 rise relative to the fixed holes 5 of the pipe 4, which increases the passage channel for the fluid to pass from the pipe 4 to the surface of the shell 9 With the coincidence of the axis of the holes 7 with the axis of the holes 5, the flow rate of liquid for irrigation becomes maximum at the maximum gas flow rate.

При снижении расхода газа втулки 6 под действием пружин 8 опускаются вниз, в результате чего отверстия 7 смещаются относительно неподвижных отверстий 5 трубы 4, что уменьшает проходной канал для жидкости. Таким образом, обеспечивается автоматическая регулировка расхода жидкости за счет изменения напора газа при его переменных расходах. When reducing gas flow, the sleeves 6 under the action of the springs 8 are lowered, as a result of which the holes 7 are displaced relative to the fixed holes 5 of the pipe 4, which reduces the fluid passage. Thus, automatic adjustment of the fluid flow rate due to a change in the gas pressure at its variable flow rates is provided.

Конструктивные особенности предлагаемого тепломассообменного аппарата позволяет упорядочить движение пленочной жидкости по наклонным перфорированным поверхностям, обеспечить равномерное смачивание газа и регулирование расхода жидкости при неизменных расходах газа. Снабжение каждой втулки 6 кольцеобразным кожухом 13 и образование с верхней поверхностью обечайки 9 щелевого отверстия 14 позволяют обеспечить подачу на наклонную поверхность обечайки пленки жидкости заданной толщины и более равномерно распределять жидкость по поверхности обечайки. The design features of the proposed heat and mass transfer apparatus allows you to streamline the movement of the film fluid on inclined perforated surfaces, to ensure uniform wetting of the gas and regulation of fluid flow at constant gas flow rates. The supply of each sleeve 6 with an annular casing 13 and the formation of a slit hole 14 with the upper surface of the shell 9 allow the liquid film of a given thickness to be fed to the inclined surface of the shell and more evenly distribute the liquid on the shell surface.

Технико-экономическая эффективность заявляемого тепломассообменного аппарата по сравнению с прототипом заключается в повышении до 10-12% качества очистки газа за счет повышения равномерности его орошения и интенсификации фазообмена за счет последовательного пересечения перфорированных конусных поверхностей обечаек, смоченных пленочной жидкостью, равномерно стекающей в радиальном направлении и вниз навстречу потоку газа через перфорацию. За счет того, что расход жидкости автоматически регулируется в зависимости от изменения расхода газа, орошение газа обеспечивается в оптимальных пределах, причем расход жидкости снижается на 20-30% The technical and economic efficiency of the inventive heat and mass transfer apparatus compared to the prototype is to increase the gas purification quality up to 10-12% by increasing the uniformity of its irrigation and intensifying phase exchange due to the successive intersection of the perforated conical surfaces of the shells moistened with a film fluid that flows uniformly in the radial direction and down to the flow of gas through the perforation. Due to the fact that the flow rate is automatically regulated depending on the change in gas flow rate, gas irrigation is ensured within optimal limits, and the flow rate is reduced by 20-30%

Claims

1. HEAT AND MASS TRANSFER APPARATUS, comprising a housing with inlet and outlet nozzles for gas, means for supplying irrigation fluid and a contact device from perforated inclined surfaces, characterized in that the means for supplying irrigation fluid is made in the form of a vertical pipe located in the central part of the housing and equipped with tiered holes, and on the outer part of the specified pipe there are spring loaded bushings with holes located opposite the pipe holes, and to each sleeve under the hole, a shell in the form of a truncated cone is attached with the possibility of vertical movement, the larger base of which forms a gap with the body, and under the specified shell is attached to the body with a large base, a shell in the form of a reverse truncated cone, the smaller base of which forms a gap with the pipe for irrigation fluid supply.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that each sleeve is externally provided with an annular casing, forming a slit hole for supplying liquid with the upper surface of the shell.