RU2081657C1

RU2081657C1 - Contact tray for vortex heat- and mass-transfer apparatuses

Info

Publication number: RU2081657C1
Application number: RU95104521A
Authority: RU
Inventors: Р.А. Халитов; А.Ф. Махоткин
Original assignee: Халитов Рифкат Абдрахманович
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1997-06-20
Also published as: RU95104521A

Abstract

FIELD: devices for vortex heat- and mass-transfer apparatuses involved in conduction of processes of absorption, rectification and distillation. SUBSTANCE: the offered contact tray has on its surface a contact branch pipe with multislot vortex generator installed inside it and baffle above it. Baffle has inner and outer cylinders located coaxially to contact branch pipe installed in a spaced relation to tray surface. Lower cut of outer cylinder of baffle is located above liquid level in tray. Installed in circular space between outer cylinder of baffle and contact branch pipe is contact packing with end edges tightly fitted to walls. Contact packing is made in form of spiral band, or in form of radially arranged plates, or in form of horizontally located layer of catalyst. EFFECT: increased efficiency of heat- and mass- transfer of contact tray and range of stable operation and excluded secondary splash entrainment from under baffle. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар) жидкость для адсорбции, ректификации, концентрирования неорганических кислот, денитрации отработанных кислот в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for carrying out heat and mass transfer processes in gas (steam) systems, liquid for adsorption, rectification, concentration of inorganic acids, denitration of spent acids in chemical, petrochemical and other industries.

Известны различные контактные тарелки вихревых тепломассообменных аппаратов, описанные, например, в а.с. N498009, кл. B01D 3/26, 1974; N1655532, кл. B01D 3/30, 1991. Эти тарелки выполнены в виде полотна, на котором установлены контактные элементы в виде цилиндрических патрубков с завихрителями внутри них и отбойниками с центральным отверстием, установленными над патрубками. В а.с. N498009 цилиндрический контактный патрубок плотно прилегает к полотну тарелки, а отбойник снабжен внешним и внутренним цилиндрами, коаксиально расположенными по отношению к контактному патрубку. Кроме того, контактный патрубок снабжен в нижней части узлом подачи жидкости с вышележащей тарелки. В а.с. N1655532 цилиндрический контактный патрубок установлен с зазором к полотну тарелки, а сам патрубок выполнен с двойной стенкой с полостью для теплоносителя, а стенки патрубка выполнены в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков. Недостатком этих контактных тарелок является малое время контакта фаз, вторичный унос жидкости из-под отбойника, незначительный диапазон устойчивой работы, что особенно характерно при больших нагрузках по жидкой фазе и низкой нагрузке по газовой. Поэтому эти контактные тарелки не обеспечивают достаточной интенсификации процесса тепломассообмена, особенно при больших нагрузках по жидкой фазе. There are various contact plates of vortex heat and mass transfer apparatuses, described, for example, in A.S. N498009, CL B01D 3/26, 1974; N1655532, cl. B01D 3/30, 1991. These plates are made in the form of a web on which contact elements are installed in the form of cylindrical nozzles with swirls inside them and chippers with a central hole mounted above the nozzles. In A.S. N498009 the cylindrical contact pipe fits snugly on the plate, and the chipper is equipped with an external and internal cylinder coaxially located with respect to the pipe connection. In addition, the contact pipe is provided in the lower part with a fluid supply unit from the overlying plate. In A.S. N1655532 a cylindrical contact pipe is installed with a gap to the plate, and the pipe itself is made with a double wall with a cavity for the coolant, and the pipe walls are made in the form of a set of convex and flat sections that alternate and vary in height. The disadvantage of these contact plates is the short contact time of the phases, the secondary ablation of liquid from under the bump, an insignificant range of stable operation, which is especially typical for large loads in the liquid phase and low gas load. Therefore, these contact plates do not provide sufficient intensification of the heat and mass transfer process, especially at high loads in the liquid phase.

Наиболее близким к предлагаемой тарелке является контактная тарелка для тепломассообменных аппаратов по а. с. N572272, кл. B01D 3/26, 1977. Эта контактная тарелка для вихревых тепломассообменных аппаратов выполнена в виде полотна с плотно закрепленными на нем контактными патрубками, снабженными в нижней части завихрителями внутри них и узлами подвода жидкости с полотна тарелки. В верхней части контактного патрубка установлен отбойник с центральным отверстием, снабженный внешним и внутренним цилиндрами, установленными коаксиально контактному патрубку. Нижний срез внешнего цилиндра расположен ниже уровня жидкости на тарелке. Тарелка снабжена устройством для рециркуляции газа, расположенным между контактным патрубком и внешним цилиндром. Это, по мнению авторов, позволит увеличить время контакта фаз, устранить вторичный брызгоунос. Однако это техническое решение работоспособно лишь при малых расходах по жидкости. С увеличением расхода жидкости зона пониженного давления в центральной части контактного патрубка заполняется жидкостью и перекрывает отверстия труб циркуляции газа, что существенно снижает процесс тепломасообмена, т.е. снижается диапазон устойчивой работы контактной тарелки. Возможно также попадание части жидкости в виде брызг и капель, уносимых газом, в циркуляционные трубы и заполнение их жидкостью. При этом возрастает давление газовой фазы в полости между контактным патрубком и внешним цилиндром отбойного устройства, что приводит к ухудшению условий сепарации фаз и увеличению брызгоуноса из контактной тарелки. Кроме того, в этом решении энергия газового потока в зоне пониженного давления в центральной части контактного элемента затрачивается не на завихряющий эффект, а в основном на подсос жидкости через патрубок подвода жидкости. Closest to the proposed plate is a contact plate for heat and mass transfer apparatus according to a. from. N572272, cl. B01D 3/26, 1977. This contact plate for vortex heat and mass transfer devices is made in the form of a web with contact nozzles tightly fixed on it, equipped with swirls inside them and nodes for supplying liquid from the plate cloth. A chipper with a central hole is installed in the upper part of the contact pipe, equipped with external and internal cylinders mounted coaxially to the contact pipe. The lower cut of the outer cylinder is located below the liquid level on the plate. The plate is equipped with a gas recirculation device located between the contact pipe and the external cylinder. This, according to the authors, will allow to increase the contact time of the phases, to eliminate the secondary spraying. However, this technical solution is workable only at low flow rates. With an increase in the liquid flow rate, the reduced pressure zone in the central part of the contact pipe is filled with liquid and blocks the openings of the gas circulation pipes, which significantly reduces the heat and mass transfer, the range of stable operation of the contact plate is reduced. It is also possible that part of the liquid, in the form of sprays and drops carried away by gas, gets into the circulation pipes and is filled with liquid. In this case, the pressure of the gas phase in the cavity between the contact pipe and the outer cylinder of the breaker device increases, which leads to a deterioration of the conditions for the separation of the phases and an increase in the spray nozzle from the contact plate. In addition, in this solution, the energy of the gas flow in the reduced pressure zone in the central part of the contact element is spent not on the swirling effect, but mainly on the suction of fluid through the fluid supply pipe.

Все недостатки не позволяют эффективно использовать эту контактную тарелку при колебаниях нагрузки по жидкой и газовой фазе. All the disadvantages do not allow the effective use of this contact plate with load fluctuations in the liquid and gas phase.

В основу изобретения поставлена задача разработать такую контактную тарелку, чтобы было обеспечено: увеличение диапазона устойчивой работы тарелки, интенсификация процесса тепломассообмена, исключение вторичного брызгоуноса из-под отбойника. The basis of the invention is the task to develop such a contact plate, so that it is ensured: an increase in the range of stable operation of the plate, the intensification of the heat and mass transfer process, the exclusion of the secondary spray from under the chipper.

Поставленная задача решается тем, что в контактной тарелке для вихревых темломассообменных аппаратов, включающей установленный на полотне тарелки контактный патрубок с завихрителем внутри и отбойником над ним, который снабжен внутренним и внешним цилиндрами, расположенными коаксиально контактному патрубку, согласно изобретению контактный патрубок установлен с зазором к полотну тарелки, нижний срез внешнего цилиндра расположен выше уровня жидкости на тарелке, а в кольцевом пространстве между внешним цилиндром отбойника и контактным патрубком установлена контактная насадка с плотно примыкающими к стенкам торцовыми кромками. The problem is solved in that in the contact plate for the vortex heat and mass transfer apparatus, comprising a contact pipe mounted on the plate of the plate with a swirl inside and a chipper above it, which is equipped with an inner and an external cylinder located coaxially to the contact pipe, according to the invention, the contact pipe is installed with a gap to the fabric plates, the lower cut of the outer cylinder is located above the liquid level on the plate, and in the annular space between the outer cylinder of the chipper and the contact the nozzle has a contact nozzle with end edges tightly adjacent to the walls.

Кроме того, контактная насадка выполнена в виде винтовой спиральной ленты. In addition, the contact nozzle is made in the form of a spiral spiral tape.

С другой стороны, контактная насадка выполнена в виде радиально расположенных пластин. On the other hand, the contact nozzle is made in the form of radially arranged plates.

Также контактная насадка выполнена в виде горизонтально расположенного слоя катализатора. Also, the contact nozzle is made in the form of a horizontally located catalyst layer.

Преимущества предлагаемого решения заключаются в том, что вращающийся газожидкостный поток, отсекаемый под отбойником, попадает в кольцевое пространство между контактным патрубком и внешним цилиндром отбойника, где продолжается процесс тепломассообмена между газом и жидкостью в стесненных условиях прохождения по насадке, выполненной в виде винтовой спиральной ленты, либо радиально расположенных пластин, либо слоя катализатора. В зазоре между внешним цилиндром отбойника и уровнем жидкости на тарелке происходит сепарация контактирующих фаз. Это приводит к увеличению эффективности тепломасообмена контактной тарелки, к ускорению химических реакций в жидкой фазе, позволяет практически исключить вторичный брызгоунос из-под отбойника, увеличить время пребывания жидкой и газовой фаз в контактной зоне, увеличить поверхность контакта фаз за счет создания дополнительной зоны контакта фаз. Благодаря предлагаемому решению контактная тарелка обеспечивает высокую эффективность тепломасообменных процессов при любых нагрузках по газовой и жидкой фазам, т.е. увеличивается диапазон устойчивой работы тарелки. The advantages of the proposed solution are that a rotating gas-liquid flow, cut off under the chipper, enters the annular space between the contact pipe and the outer cylinder of the chipper, where the process of heat and mass transfer between gas and liquid continues in the cramped conditions of passage through a nozzle made in the form of a spiral spiral tape, either radially spaced plates or a catalyst bed. In the gap between the outer cylinder of the chipper and the liquid level on the plate, the contacting phases are separated. This leads to an increase in the heat and mass transfer of the contact plate, to an acceleration of chemical reactions in the liquid phase, it allows practically eliminating the secondary spraying from under the chipper, increasing the residence time of the liquid and gas phases in the contact zone, and increasing the phase contact surface by creating an additional phase contact zone. Thanks to the proposed solution, the contact plate provides high efficiency of heat and mass transfer processes under any loads in the gas and liquid phases, i.e. the range of steady operation of a plate increases.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез устройства с выполнением насадки в виде винтовой спиральной ленты (первый вариант исполнения), на фиг. 2 изображено устройство с насадкой, выполненной в виде радиально расположенных пластин (второй вариант исполнения), на фиг. 3 его разрез по А-А, на фиг. 4 устройство с насадкой, выполненной в виде горизонтально расположенного слоя катализатора. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of a device with a nozzle in the form of a helical spiral tape (first embodiment), FIG. 2 shows a device with a nozzle made in the form of radially arranged plates (second embodiment), FIG. 3 is a section along AA, in FIG. 4 device with a nozzle made in the form of a horizontally located catalyst layer.

Контактная тарелка состоит из полотна 1, на котором установлен контактный патрубок 2. Внутри патрубка 2 установлен многощелевой завихритель 3. Над патрубком 2 установлен отбойник 4 с внутренним 5 и внешним 6 цилиндрами, расположенными коаксиально патрубку 2. В кольцевом пространстве 7 между контактным патрубком 2 и внешним цилиндром 6 установлена контактная насадка, плотно примыкающая к стенкам патрубка 2 и цилиндра 6. Контактный патрубок 2 установлен с зазором 8 к полотну тарелки 1. Нижний срез внешнего цилиндра 6 расположен выше уровня жидкости на тарелке 1 с образованием зазора 9. Контактная насадка по первому варианту исполнения выполнена в виде винтовой спиральной ленты 10, закрутка которой совпадает с направлением щелей завихрителя 3, по второму варианту исполнения в виде радиально расположенных пластин 11, по третьему варианту в виде слоя катализатора 12. The contact plate consists of a web 1, on which the contact pipe 2 is installed. Inside the pipe 2, a multi-slit swirler 3 is installed. Above the pipe 2 there is a chipper 4 with an internal 5 and an external 6 cylinder located coaxially to the pipe 2. In the annular space 7 between the contact pipe 2 and an external cylinder 6 has a contact nozzle tightly adjacent to the walls of the pipe 2 and cylinder 6. The contact pipe 2 is installed with a gap 8 to the plate cloth 1. The lower cut of the external cylinder 6 is located above the liquid level on the plate 1 with the formation of a gap 9. The contact nozzle according to the first embodiment is made in the form of a spiral spiral tape 10, the twist of which coincides with the direction of the slits of the swirler 3, according to the second embodiment, in the form of radially arranged plates 11, according to the third embodiment, in the form of a catalyst layer 12 .

Контактная тарелка может работать в режиме абсорбции газов, ректификации и дистилляции, например, при концентрировании и денитрации отработанных кислот. The contact plate can operate in the mode of gas absorption, rectification and distillation, for example, in the concentration and denitration of waste acids.

Рассмотрим работу контактной тарелки по первому варианту исполнения контактной насадки на примере 1 абсорбции паров азотной кислоты. Consider the operation of the contact plate according to the first embodiment of the contact nozzle for example 1 absorption of nitric acid vapor.

Работа контактной тарелки происходит в несколько стадий. На первой стадии отходящие газы, содержащие пары азотной кислоты, поступают с нижней стороны полотна тарелки 1 в завихритель газового потока 3 и на выходе из него приобретают вихревое, вращательное движение. Жидкость поступает через зазор 8. Здесь масса жидкости раскручивается газовым потоком, выходящим из щелей завихрителя 3, и движется по спирали вверх по внутренней стенке контактного патрубка 2 в виде высокотурбулизованного газожидкостного потока. При этом газожидкостный поток непрерывно бомбардируется каплями и струями жидкости, вылетающими из щелей завихрителя 3, и непрерывно многократно обновляет свою поверхность. The work of the contact plate occurs in several stages. At the first stage, the exhaust gases containing nitric acid vapors enter the swirl of the gas stream 3 from the bottom side of the plate 1 and, at the exit from it, acquire a swirling, rotational motion. The fluid enters through the gap 8. Here, the mass of fluid is unwound by a gas stream exiting from the slots of the swirler 3 and spirals upward along the inner wall of the contact pipe 2 in the form of a highly turbulent gas-liquid flow. In this case, the gas-liquid flow is continuously bombarded by drops and jets of liquid flying out of the slits of the swirler 3, and continuously updates its surface repeatedly.

Во второй стадии работы, у верхнего среза контактного патрубка 2, часть газа с жидкостью в виде вращающегося высокотурбулизованного газожидкостного потока отсекается в зазоре между контактным патрубком 2 и внутренним цилиндром 5 отбойника 4 и попадает в кольцевое пространство 7, а отделившаяся часть газа выходит через центральное отверстие отбойника 4 из контактного патрубка 2 и поступает на вышележащую тарелку. In the second stage of operation, at the upper cut of the contact pipe 2, a part of the gas with liquid in the form of a rotating highly turbulized gas-liquid flow is cut off in the gap between the contact pipe 2 and the inner cylinder 5 of the chipper 4 and enters the annular space 7, and the separated part of the gas exits through the central hole bump 4 from the contact pipe 2 and enters the overlying plate.

На третьей стадии работы контактной тарелки вращающийся газожидкостный поток в кольцевом пространстве 7 продолжает вращательное движение в стесненных условиях прохождения между витками винтовой спиральной ленты 10, установленной под острым углом к поверхности контактного патрубка. На всем пути движения продолжается процесс тепломассообмена между газовой и жидкостной фазами. Над поверхностью жидкости, в зазоре 9, за счет центробежных и гравитационных сил происходит сепарация газовой фазы от жидкости. Газовая фаза, свободная от капель и брызг жидкости, поступает на вышележащую ступень. Часть отсепарированной жидкости поступает на рециркуляцию в контактную тарелку, а другая часть перетекает на нижележащую ступень. At the third stage of operation of the contact plate, the rotating gas-liquid flow in the annular space 7 continues to rotate in the cramped conditions between the turns of the spiral spiral tape 10, installed at an acute angle to the surface of the contact pipe. The heat and mass transfer between the gas and liquid phases continues along the entire path of movement. Above the liquid surface, in the gap 9, due to centrifugal and gravitational forces, the gas phase is separated from the liquid. The gas phase, free from drops and liquid spray, enters the overlying stage. Part of the separated liquid is recycled to the contact plate, and the other part flows to the underlying stage.

Характерной особенностью очистки отходящих газов от паров азотной кислоты, исходя из материального баланса процесса, является малое массовое отношение расхода жидкости к расходу газа на контактной тарелке. Масса жидкости, подаваемой на контактную тарелку, в 100 1000 раз меньше массы газа. Для повышения эффективности абсорбции паров азотной кислоты необходимо увеличение количества жидкости в зоне контакта фаз, уменьшение брызгоуноса со ступени. A characteristic feature of the purification of exhaust gases from nitric acid vapors, based on the material balance of the process, is the small mass ratio of liquid flow to gas flow on the contact plate. The mass of liquid supplied to the contact plate is 100 to 1000 times less than the mass of gas. To increase the efficiency of absorption of nitric acid vapors, it is necessary to increase the amount of liquid in the contact zone of the phases, and to reduce the amount of spray mud from the stage.

Предложенная конструкция контактной тарелки за счет того, что часть жидкости находится в контактной зоне внутри контактного патрубка 2, а другая - большая часть жидкости удерживается в контактной зоне между витками винтовой спиральной ленты 10, обладает повышенной удерживающей способностью по жидкой фазе. The proposed design of the contact plate due to the fact that part of the liquid is in the contact zone inside the contact pipe 2, and the other is most of the liquid is held in the contact zone between the turns of the spiral spiral tape 10, has an increased holding capacity in the liquid phase.

Благодаря тому, что газожидкостный поток проходит по кольцевому каналу между витками насадки 10 в стесненных условиях, при максимальной скорости газа, обеспечивается образование высокотурбулизированного вращающегося пенновихревого слоя и его движение по спирали в радиально-нисходящем направлении в объеме кольцевого канала, а затем эффективная сепарация фаз в зазоре 9. В предлагаемой конструкции благодаря тому, что направление крутки винтовой спиральной насадки 10 совпадает с направлением крутки газожидкостного потока в контактном патрубке, происходит подкрутка потока и обеспечивается закрученное движение потока в течение всего времени пребывания в ней, что позволяет организовать абсорбцию паров азотной кислоты в интенсивном режиме и высокоэффективное отделение жидкости от газа. Это приводит к высокой эффективности абсорбции паров азотной кислоты. Due to the fact that the gas-liquid flow passes through the annular channel between the turns of the nozzle 10 in cramped conditions, at a maximum gas velocity, the formation of a highly turbulent rotating foam vortex layer and its spiral movement in a radially downward direction in the volume of the annular channel, and then the effective separation of phases in the gap 9. In the proposed design due to the fact that the twist direction of the helical spiral nozzle 10 coincides with the direction of twist of the gas-liquid flow in the contact pat cutting, the flow is twisted and swirling flow is ensured during the entire stay in it, which allows the organization of intensive absorption of nitric acid vapors and highly efficient separation of the liquid from the gas. This leads to high absorption efficiency of nitric acid vapor.

В случае резкого увеличения нагрузки по жидкой фазе контактная тарелка сохраняет устойчивую работу без захлебывания за счет создания организованного вращающегося газожидкостного потока как внутри контактного патрубка 2, так и в кольцевом канале между витками винтовой спиральной ленты 10, а также эффективной сепарации фаз после контакта. In the case of a sharp increase in the load in the liquid phase, the contact plate maintains stable operation without flooding due to the creation of an organized rotating gas-liquid flow both inside the contact pipe 2 and in the annular channel between the turns of the helical spiral tape 10, as well as effective phase separation after contact.

Работу устройства по второму варианту исполнения рассмотрим на примере процесса денитрации отработанной серной кислоты (пример 2). The operation of the device according to the second embodiment will be considered as an example of the process of denitration of spent sulfuric acid (example 2).

При этом работа устройства на первой и второй стадиях аналогична описанному в примере 1. На третьей стадии работы контактной тарелки вращающийся жидкостный поток в кольцевом пространстве 7 равномерно распределяется по каналам, образованным смежными радиально расположенными пластинами насадки 11, на большое количество струй, образуя хорошо смоченную поверхность. Газовый поток, проходя каналы, турбулизирует и перемешивает пленку жидкости по всей движущейся поверхности, создавая развитую постоянно обновляющуюся зону тепломассопереноса. В зазоре 9, над поверхностью жидкости, происходит сепарация газовой фазы от жидкости. Moreover, the operation of the device in the first and second stages is similar to that described in example 1. In the third stage of the operation of the contact plate, the rotating fluid flow in the annular space 7 is evenly distributed along the channels formed by adjacent radially arranged nozzle plates 11 over a large number of jets, forming a well-moistened surface . The gas stream, passing through the channels, turbulizes and mixes the liquid film over the entire moving surface, creating a developed constantly updated zone of heat and mass transfer. In the gap 9, above the surface of the liquid, the gas phase is separated from the liquid.

Процесс денитрации отработанной серной кислоты характеризуется массовым отношением расхода жидкости к расходу газа на контактной тарелке. Масса жидкости, подаваемой на контактную тарелку, в 5 10 раз больше массы газа. Для повышения степени денитрации отработанной серной кислоты, т.е. для увеличения количества десорбированных азотной кислоты и окислов азота, необходимо увеличение времени пребывания газовой и жидкой фаз в зоне контакта фаз, увеличение поверхности тепломассообмена, снижение брызгоуноса по ступени. Разработанная конструкция контактной тарелки за счет интенсивной турбулизации вихревого газожидкостного потока на первой стадии работы и рассечения газожидкостного потока на большое количество струй и движение этих струй в стесненных условиях в каналах, образованных смежными радиально расположенными пластинами 11, позволяет резко повысить поверхность тепломассообмена. При движении сверху вниз газ увлекает пленку жидкости, что увеличивает ее предельную скорость и уменьшает толщину пленки. Распределение жидкостного потока на большое количество струй позволяет повысить нагрузку контактной тарелки по жидкости. Предлагаемая конструкция обеспечивает эффективность массообмена как в поле действия центробежных сил, так и в поле действия сил тяжести, что способствует увеличению времени и поверхности контакта фаз за счет задержки жидкости в контактной зоне. Это приводит к повышению степени денитрации, обеспечению необходимой степени гидрозила нитрозилсерной кислоты, интенсификации тепломассообмена, практически полному исключению вторичного брызгоуноса из-под отбойника. Вследствие эффективной сепарации фаз разработанная конструкция обеспечивает работу в широком диапазоне изменения нагрузок по газу и жидкости. The process of denitration of spent sulfuric acid is characterized by the mass ratio of fluid flow to gas flow on the contact plate. The mass of liquid supplied to the contact plate is 5 to 10 times the mass of gas. To increase the denitration of spent sulfuric acid, i.e. To increase the amount of desorbed nitric acid and nitrogen oxides, an increase in the residence time of the gas and liquid phases in the contact zone of the phases, an increase in the heat and mass transfer surface, and a decrease in the degree of splash removal are necessary. The developed design of the contact plate due to the intense turbulization of the vortex gas-liquid flow at the first stage of operation and dissection of the gas-liquid flow into a large number of jets and the movement of these jets in cramped conditions in the channels formed by adjacent radially arranged plates 11, allows to sharply increase the heat and mass transfer surface. When moving from top to bottom, the gas carries away the liquid film, which increases its maximum speed and reduces the film thickness. Distribution of the liquid flow over a large number of jets allows increasing the load of the contact plate in the liquid. The proposed design ensures the efficiency of mass transfer both in the field of action of centrifugal forces and in the field of action of gravity, which helps to increase the time and contact surface of the phases due to fluid retention in the contact zone. This leads to an increase in the degree of denitration, providing the necessary degree of nitrosylsulfuric acid hydrosil, intensification of heat and mass transfer, and almost complete elimination of the secondary mudguard from under the chipper. Due to the effective separation of phases, the developed design ensures operation in a wide range of changes in gas and liquid loads.

Работу контактной тарелки, контактная насадка которой выполнена в виде горизонтально расположенного слоя катализатора 12 (вариант 3), рассмотрим на примере процесса абсорбции окислов азота (пример 3). The work of the contact plate, the contact nozzle of which is made in the form of a horizontally arranged catalyst layer 12 (option 3), we consider the example of the process of absorption of nitrogen oxides (example 3).

Работа контактной тарелки на первой и второй стадиях аналогична первому примеру. Отходящие газы, содержащие окислы азота, поступают в контактную тарелку, где происходит абсорбция окислов азота водой во вращающемся, высокотурбулизированном газожидкостном потоке. При этом в жидкой фазе протекают реакции образования и разложения азотистой кислоты. В третьей стадии работы контактной тарелки вращающийся высокотурбулизованный газожидкостный поток, отсекаемый под отбойником 4, попадает в кольцевое пространство 7 на горизонтально расположенный слой катализатора 12. При прохождении газожидкостным потоком слоя катализатора 12, обладающего большой поверхностью контакта фаз, ускоряется жидкофазная реакция разложения азотистой кислоты, увеличивается степень абсорбции окислов азота, практически полностью исключается вторичный брызгоунос из-под отбойника 4. В зазоре 9 происходит сепарация газовой фазы от жидкости. The operation of the contact plate in the first and second stages is similar to the first example. Exhaust gases containing nitrogen oxides enter a contact plate, where nitrogen oxides are absorbed by water in a rotating, highly turbulent gas-liquid stream. In this case, the formation and decomposition of nitrous acid proceed in the liquid phase. In the third stage of the operation of the contact plate, the rotating highly turbulized gas-liquid stream cut off under the bump 4 enters the annular space 7 on the horizontally located catalyst layer 12. When the gas-liquid stream passes through the catalyst layer 12, which has a large phase contact surface, the liquid-phase decomposition of nitrous acid accelerates and increases the degree of absorption of nitrogen oxides, secondary splashing out from under the chipper 4 is almost completely eliminated. Separation occurs in the gap 9 the gaseous phase from the liquid.

В слое катализатора 12 постоянно находится некоторое количество жидкости. Данная жидкость постоянно обновляется, т.е. часть ее стекает со слоя катализатора и сейчас же замещается таким же количеством жидкости. Практически вся поверхность катализатора покрыта устойчивой пленкой жидкости. С повышением плотности орошения увеличиваются количество удерживающей жидкости и доля смоченной активной поверхности. Газовый поток турбулизирует и перемешивает пленку жидкости и способствует интенсификации тепломассообмена. In the catalyst bed 12 there is always a certain amount of liquid. This fluid is constantly updated, i.e. part of it flows off the catalyst bed and is immediately replaced by the same amount of liquid. Almost the entire surface of the catalyst is coated with a stable film of liquid. With increasing irrigation density, the amount of retaining liquid and the proportion of the wetted active surface increase. The gas stream turbulizes and mixes the liquid film and contributes to the intensification of heat and mass transfer.

Предлагаемая конструкция контактной тарелки позволяет осуществлять различные виды тепломассообменных процессов, таких как абсорбция, денитрация с большой эффективностью при любых нагрузках по газу и жидкости, что позволяет увеличить диапазон работы, исключить вторичный брызгоунос. The proposed design of the contact plate allows for various types of heat and mass transfer processes, such as absorption, denitration with great efficiency under any loads of gas and liquid, which allows to increase the operating range, to exclude secondary spraying.

Claims

1. The contact plate for the vortex heat and mass transfer apparatus, comprising a contact pipe mounted on the plate cloth with a multi-slot swirler inside and a chipper above it, which is equipped with an inner and outer cylinder located coaxially to the contact pipe, characterized in that the contact pipe is installed with a gap to the plate cloth, the lower cut of the outer cylinder is located above the liquid level on the plate, and in the annular space between the outer cylinder of the chipper and the contact pipe is installed to push-on nozzle with end edges tightly adjacent to the walls.

2. The plate according to claim 1, characterized in that the contact nozzle is made in the form of a spiral spiral tape.

3. The plate according to claim 1, characterized in that the contact nozzle is made in the form of radially arranged plates.

4. The plate according to claim 1, characterized in that the contact nozzle is made in the form of a horizontally located catalyst layer.