RU2232625C1 - Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases - Google Patents

Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases Download PDF

Info

Publication number
RU2232625C1
RU2232625C1 RU2003120604/15A RU2003120604A RU2232625C1 RU 2232625 C1 RU2232625 C1 RU 2232625C1 RU 2003120604/15 A RU2003120604/15 A RU 2003120604/15A RU 2003120604 A RU2003120604 A RU 2003120604A RU 2232625 C1 RU2232625 C1 RU 2232625C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separator
vortex
diameter
contact unit
liquid
Prior art date
Application number
RU2003120604/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003120604A (en
Inventor
Р.Н. Хамидуллин (RU)
Р.Н. Хамидуллин
Л.М. Останин (RU)
Л.М. Останин
И.А. Махоткин (RU)
И.А. Махоткин
А.Ф. Махоткин (RU)
А.Ф. Махоткин
Original Assignee
Казанский государственный технологический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский государственный технологический университет filed Critical Казанский государственный технологический университет
Priority to RU2003120604/15A priority Critical patent/RU2232625C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2232625C1 publication Critical patent/RU2232625C1/en
Publication of RU2003120604A publication Critical patent/RU2003120604A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: apparatus for performing physico-chemical processes, such as absorption, desorption, dust and gas removal, mixing, cooling of gases; chemical industry; metallurgy.
SUBSTANCE: mounted above vortex contact unit is disk-shaped cylindrical sprinkler; located in lower portion of housing is exhaust pipe whose diameter is equal to diameter of separator; it is mounted at clearance equal to 0.2-0.8 of diameter of separator, Vortex contact unit is made from convex tangential plates. Vortex apparatus has housing 1, upper swirling part 3 with vortex contact unit which consists of plate 2, cover 12, separator 11, convex tangential plates 4, lower separating part 5, tangential gas inlet branch pipe 6 and liquid supply and discharge branch pipes 7 and 8. Mounted above vortex contact unit is disk-shaped cylindrical sprinkler 9; lower part of apparatus is provided with exhaust pipe 10 which is mounted at clearance of 0.2-0.8 of diameter of separator relative to separator 11.
EFFECT: enhanced efficiency at low hydraulic resistance due to organization of descending flow of interacting phases.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для проведения физико-химических процессов, а именно процессов абсорбции, десорбции, пылегазоочистки, смешения, охлаждения газов, и может быть использовано в химической, металлургической промышленности, а именно в производстве неорганических кислот и минеральных удобрений.The invention relates to devices for carrying out physico-chemical processes, namely the processes of absorption, desorption, dust and gas cleaning, mixing, cooling gases, and can be used in the chemical, metallurgical industry, namely in the production of inorganic acids and mineral fertilizers.

Известен полый вихревой аппарат с нисходящим потоком контактирующих фаз, в цилиндрическом корпусе которого установлен завихритель. Жидкость в аппарат подается по оси через ороситель по всей его высоте и выводится из аппарата в нижней его части. Для дополнительного орошения внутри завихрителя установлен жидкостный коллектор (см. Николаев А.Н. Комплексная очистка промышленных газовых выбросов в аппаратах вихревого типа: Автореферат дисс. док. техн. наук. КГТУ, Казань, 1999 г., с. 8-9). Жидкость и газ в этом аппарате движутся вниз по направлению действия силы тяжести, а жидкость распыливается механическими устройствами без затрат энергии газового потока.Known hollow vortex apparatus with a downward flow of contacting phases, in the cylindrical body of which is installed a swirl. The fluid is supplied to the apparatus along the axis through the sprinkler along its entire height and is discharged from the apparatus in its lower part. For additional irrigation, a liquid collector is installed inside the swirl (see Nikolaev AN Integrated purification of industrial gas emissions in vortex-type apparatuses: Abstract of dissertation of the doctor of technical sciences. Kazan State Technical University, Kazan, 1999, pp. 8-9). The liquid and gas in this apparatus move down in the direction of gravity, and the liquid is atomized by mechanical devices without the expense of gas flow energy.

Недостатком этого аппарата является низкая эффективность, т.к. жидкость подается вовнутрь завихрителя и сепарирующей части аппарата. Это снижает эффективность процесса.The disadvantage of this device is its low efficiency, because the liquid is fed into the swirl and the separating part of the apparatus. This reduces the efficiency of the process.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для проведения физическо-химических процессов в вихревом газовом потоке, имеющий корпус, вихревое контактное устройство (ВКУ), которое состоит из верхней перфорированной и нижней частей, с пластинами в нижней части, тангенциальную трубу ввода взаимодействующих агентов и вывода продуктов взаимодействия, коаксиальный цилиндр с прорезями в нижней части. Между днищем корпуса и ВКУ расположена обечайка, а верхняя часть ВКУ соединена с трубой вывода продуктов взаимодействия (см. патент РФ №2036733, кл. В 04 С 5/08, 5/00. Бюл. №16 от 09.06.95 г.).The closest in technical essence and the achieved result is an apparatus for carrying out physical and chemical processes in a vortex gas stream, having a housing, a vortex contact device (VKU), which consists of an upper perforated and lower parts, with plates in the lower part, a tangential input pipe interacting agents and withdrawal of interaction products, a coaxial cylinder with slots in the lower part. A shell is located between the bottom of the case and the VKU, and the upper part of the VKU is connected to the pipe for outputting the products of interaction (see RF patent No. 2036733, class B 04 C 5/08, 5/00. Bull. No. 16 from 06/09/95) .

В этом аппарате газ и жидкость, попадая в нижнюю часть контактного устройства (КУ), закручиваются, взаимодействуя между собой и, поднимаясь в верхнюю часть КУ, сепарируются, попадая в зазор между перфорированной частью КУ и коаксиальным цилиндром. Затем жидкость отделяется от газового потока, стекает на тарелку и выводится из аппарата. Газ с микробрызгами жидкости поднимается по перфорированной части КУ, жидкость отфильтровывается, а газ удаляется из аппарата.In this apparatus, gas and liquid, falling into the lower part of the contact device (KU), twist, interacting with each other and, rising to the upper part of the KU, are separated, falling into the gap between the perforated part of the KU and the coaxial cylinder. Then the liquid is separated from the gas stream, flows onto a plate and is removed from the apparatus. Gas with microsprays of liquid rises along the perforated part of the KU, the liquid is filtered off, and gas is removed from the apparatus.

Существенным недостатком данного аппарата является высокое гидравлическое сопротивление, что приводит к значительным энергозатратам на проведение процесса, несмотря на его высокую эффективность. Например, степень улова пыли кормовых дрожжей составляет 99,6%. Повышенное сопротивление обусловлено необходимостью дробления и транспорта всей подаваемой на орошение жидкости за счет энергии газового потока.A significant drawback of this apparatus is its high hydraulic resistance, which leads to significant energy consumption for the process, despite its high efficiency. For example, the dust catch of fodder yeast is 99.6%. The increased resistance is due to the need for crushing and transporting the entire fluid supplied to the irrigation due to the energy of the gas stream.

Задачей данного изобретения является создание аппарата для проведения различных физико-химических процессов, работающего с высокой эффективностью при малом гидравлическом сопротивлении, за счет организации нисходящего потока взаимодействующих фаз.The objective of the invention is to provide an apparatus for carrying out various physicochemical processes, operating with high efficiency with low hydraulic resistance, by organizing a downward flow of interacting phases.

Поставленная задача решается тем, что в вихревом аппарате с нисходящим потоком фаз над вихревым контактным устройством установлен дисково-цилиндрический ороситель, причем в нижней части корпуса расположена выхлопная труба с диаметром, равным диаметру сепаратора, и установлена по отношению к нему с зазором, равным 0,2-0,8 диаметра сепаратора, вихревое КУ выполнено из тангенциальных пластин выпуклой формы.The problem is solved in that in the vortex apparatus with a downward flow of phases above the vortex contact device, a disk-cylindrical sprinkler is installed, and in the lower part of the housing there is an exhaust pipe with a diameter equal to the diameter of the separator, and installed in relation to it with a gap equal to 0, 2-0.8 diameter of the separator, the vortex KU is made of convex tangential plates.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез аппарата, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of the apparatus, FIG. 2 is a section AA of FIG. 1.

Вихревой аппарат с нисходящим потоком фаз содержит корпус 1, верхнюю закручивающую часть 3 с ВКУ, состоящим из тарелки 2, крышки 12, сепаратора 11, тангенциальных пластин 4 выпуклой формы, нижнюю сепарирующую часть 5, тангенциальный патрубок входа газа 6, патрубков подвода и отвода жидкости 7 и 8. Над ВКУ установлен дисково-цилиндрический ороситель 9, а нижняя часть аппарата снабжена выхлопной трубой 10, которая установлена с зазором по отношению к сепаратору 11, равным 0,2-0,8 диаметра сепаратора.A vortex apparatus with a downward flow of phases contains a housing 1, an upper twisting part 3 with a VCU consisting of a plate 2, a cover 12, a separator 11, a convex shaped tangential plate 4, a lower separating part 5, a tangential gas inlet pipe 6, and liquid inlet and outlet pipes 7 and 8. Above the VKU, a disk-cylindrical sprinkler 9 is installed, and the lower part of the apparatus is equipped with an exhaust pipe 10, which is installed with a gap with respect to the separator 11 equal to 0.2-0.8 of the diameter of the separator.

Аппарат работает следующим образом. Газ, содержащий токсичный компонент либо твердую фазу, поступает через тангенциальный патрубок 6 в верхнюю часть 3 аппарата и приобретает предварительную крутку. Жидкость вводится через патрубок 7 и по зазору, образованному дисково-цилиндрическим оросителем 9 и крышкой 12 ВКУ, подается к наружной верхней части пластин 4 ВКУ и стекает по ним вниз. Газ, проходя через щели, образованные тангенциальными пластинами, раскручивается, срывает жидкость с поверхности пластин и диспергирует ее. На внутренней поверхности КУ образуется вращающийся высокотурбулизированный капельный слой жидкости, который контактирует с вновь входящими порциями газового потока. Здесь происходит основная доля тепломассообмена, токсичный компонент или твердые частицы из газовой фазы переходят в жидкую. Далее газожидкостный поток направляется вниз к цилиндрическому сепаратору 11, где под действием центробежных сил капли жидкости отжимаются к внутренней поверхности сепаратора. Здесь образуется вращающаяся пленка, которая срывается с нижнего среза сепаратора и через зазор между ним и выхлопной трубой 10 отбрасывается на корпус 1, стекает вниз и выводится из аппарата через патрубок 8. Газ, освобожденный от токсичного компонента или твердой фазы и капель жидкости, перетекает в выхлопную трубу 10 и выводится из аппарата.The device operates as follows. A gas containing a toxic component or a solid phase enters through the tangential pipe 6 to the upper part 3 of the apparatus and acquires a preliminary twist. The fluid is introduced through the pipe 7 and the gap formed by the disk-cylindrical sprinkler 9 and the cover 12 VKU, is fed to the outer upper part of the plates 4 VKU and flows down them. The gas, passing through the slots formed by the tangential plates, unwinds, tears the liquid from the surface of the plates and disperses it. A rotating highly turbulized droplet layer of liquid forms on the inner surface of the KU, which is in contact with newly entering portions of the gas stream. Here the bulk of heat and mass transfer occurs, a toxic component or solid particles from the gas phase pass into the liquid. Next, the gas-liquid flow is directed down to the cylindrical separator 11, where under the action of centrifugal forces, liquid droplets are squeezed to the inner surface of the separator. Here, a rotating film is formed, which is torn off from the bottom of the separator and, through the gap between it and the exhaust pipe 10, is thrown onto the housing 1, flows down and is removed from the apparatus through the nozzle 8. Gas released from the toxic component or solid phase and liquid droplets flows into the exhaust pipe 10 and is removed from the apparatus.

Преимущество предлагаемого аппарата заключается в том, что орошение ВКУ осуществляется дисковым оросителем до входа газожидкостного потока в него непосредственно на пластины ВКУ снаружи. Жидкость стекает по пластинам вниз, срывается газовым потоком и транспортируется внутрь КУ. На внутренней поверхности пластин формируется вращающийся капельный слой жидкости, т.е. организуется дополнительно жидкостная занавеса перед входящими свежими порциями газа, что способствует увеличению эффективности физико-химических процессов в ВКУ. При однонаправленном нисходящем движении фаз энергия газового потока расходуется в основном только на диспергирование жидкости, затраты энергии на ее транспорт минимальны, что способствует снижению гидравлических потерь.The advantage of the proposed apparatus is that the VKU is irrigated by a disk sprinkler until the gas-liquid stream enters it directly onto the VKU plates from the outside. The liquid flows down the plates, is disrupted by the gas stream and transported inside the KU. A rotating droplet layer of liquid is formed on the inner surface of the plates, i.e. an additional liquid curtain is organized in front of incoming fresh portions of gas, which helps to increase the efficiency of physicochemical processes in the ICU. With a unidirectional downward phase motion, the energy of the gas flow is spent mainly on dispersing the liquid, the energy consumption for its transport is minimal, which helps to reduce hydraulic losses.

В случае отсутствия дискового цилиндрического оросителя, жидкость, попадая в аппарат, за счет центробежных сил отжимается на внутреннюю поверхность корпуса, стекает и в ВКУ попадает только в нижнюю часть пластин, а верхняя часть в процессе не участвует.In the absence of a cylindrical disk sprinkler, the liquid, entering the apparatus, is squeezed onto the inner surface of the housing due to centrifugal forces, drains and enters the VKU only in the lower part of the plates, and the upper part is not involved in the process.

Выбор величины зазора между сепаратором КУ и выхлопной трубой равным 0,2-0,8 диаметра сепаратора определяется условиями свободного выхода закрученной газожидкостной струи из сепаратора в нижнюю часть аппарата и надежностью отделения жидкости от газового потока. При таком соотношении размеров вся жидкость, выходящая из сепаратора с определенным углом раскрытия, минуя выхлопную трубу, направляется в нижнюю часть аппарата, а газовый поток относительно плавно перетекает в выхлопную трубу. При величине зазора менее 0,2 диаметра сепаратора часть жидкости может попадать в выхлопную трубу, что приводит к появлению брызгоуноса жидкости из аппарата вместе с газовым потоком. При зазоре более 0,8 диаметра сепаратора свободный перетек газа из сепаратора в трубу затруднен за счет образования торроидального вихря в области между наружной поверхностью сепаратора, выхлопной трубой и корпусом аппарата, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления нижней сепарирующей части аппарата.The choice of the gap between the KU separator and the exhaust pipe equal to 0.2-0.8 of the separator diameter is determined by the conditions for the free exit of the swirling gas-liquid jet from the separator to the lower part of the apparatus and the reliability of the separation of the liquid from the gas stream. With this aspect ratio, all the liquid leaving the separator with a certain opening angle, bypassing the exhaust pipe, is sent to the lower part of the apparatus, and the gas stream flows relatively smoothly into the exhaust pipe. If the gap is less than 0.2 of the diameter of the separator, part of the liquid may enter the exhaust pipe, which leads to the appearance of liquid splash liquid from the apparatus along with the gas stream. With a gap of more than 0.8 separator diameters, free flow of gas from the separator into the pipe is hampered by the formation of a torroid vortex in the region between the outer surface of the separator, the exhaust pipe, and the apparatus body, which leads to an increase in the hydraulic resistance of the lower separating part of the apparatus.

Выполнение завихрителя КУ выпуклой формы способствует задержке жидкости в нем - увеличению удерживающей способности, времени пребывания, межфазной поверхности и, как следствие, увеличению эффективности процесса. Таким образом, достигается эффективное взаимодействие между газами и(или) жидкостями.The implementation of the convex KU swirler contributes to the retention of liquid in it - an increase in retention capacity, residence time, interface and, as a result, an increase in the efficiency of the process. Thus, an effective interaction between gases and / or liquids is achieved.

Claims (2)

1. Вихревой аппарат для проведения физико-химических процессов с нисходящим потоком фаз, включающий корпус, тангенциальный патрубок подвода газа, патрубки подвода и отвода фаз, вихревое контактное устройство, состоящее из сепаратора, тангенциальных пластин и тарелок, отличающийся тем, что над вихревым контактным устройством установлен дисково-цилиндрический ороситель, причем в нижней части корпуса расположена выхлопная труба с диаметром, равным диаметру сепаратора, и установлена по отношению к нему с зазором, равным 0,2-0,8 диаметра сепаратора.1. A vortex apparatus for carrying out physicochemical processes with a downward flow of phases, including a housing, a tangential nozzle for supplying gas, nozzles for supplying and withdrawing phases, a vortex contact device consisting of a separator, tangential plates and plates, characterized in that above the vortex contact device a disk-cylindrical sprinkler is installed, and in the lower part of the body there is an exhaust pipe with a diameter equal to the diameter of the separator, and installed in relation to it with a gap equal to 0.2-0.8 of the diameter of the separator torus. 2. Вихревой аппарат для проведения физико-химических процессов по п.1, отличающийся тем, что тангенциальные пластины вихревого контактного устройства выполнены выпуклой формы.2. The vortex apparatus for conducting physicochemical processes according to claim 1, characterized in that the tangential plate of the vortex contact device is made convex.
RU2003120604/15A 2003-07-07 2003-07-07 Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases RU2232625C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120604/15A RU2232625C1 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120604/15A RU2232625C1 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2232625C1 true RU2232625C1 (en) 2004-07-20
RU2003120604A RU2003120604A (en) 2005-02-20

Family

ID=33414617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003120604/15A RU2232625C1 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2232625C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006059920A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-08 Zao 'mineral And Chemical Company 'eurochem' Whirling device for carrying out downward phase current physico-chemical processes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006059920A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-08 Zao 'mineral And Chemical Company 'eurochem' Whirling device for carrying out downward phase current physico-chemical processes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003120604A (en) 2005-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5745536B2 (en) Centrifugal droplet separator for separating them from a feed gas stream containing droplets
WO2006059920A1 (en) Whirling device for carrying out downward phase current physico-chemical processes
RU2232625C1 (en) Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases
US4229192A (en) Cyclonic scrubber with perforated plate distributor
WO2023223018A1 (en) Separator
RU2380166C1 (en) Device for wet cleaning of gases
RU2346727C1 (en) Gas separator of vortex type
RU2260470C1 (en) Vortex-type dust collector
RU2299757C2 (en) Screen-separator
RU2239487C1 (en) Device for wet purification of gases
RU2579084C2 (en) Contact interaction between gas and fluid and device to this end
RU2261139C1 (en) Vortex scrubber
RU2380143C2 (en) Vortex spray absorber
RU1799285C (en) Device for gas separation and wet cleaning
RU2359737C2 (en) Separator for fluid separation from gas flow
SU1331543A1 (en) Apparatus for cleaning gas
TW202410950A (en) Separator
SU1733058A1 (en) Arrangement for wet cleaning of gases
RU2253502C1 (en) Separator for a gas purification from impurities
CN206444442U (en) Air and liquid mixer
SU1726053A1 (en) Drip pan
RU2641114C2 (en) Combined cyclone
SU1500353A1 (en) Apparatus containing packing
SU1304862A1 (en) Mass exchange apparatus
RU2045322C1 (en) Column for acid concentration and denitration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140708