SU1045463A1 - Устройство дл массообмена - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕНА, включающее цилиндрический корпус, внутри которого по высоте его установлены лопаточные завихрители с расположенными между ними тангенциальными пластинами, отличающее с   тем, что, с целью перегонки жидкостей , пен щихс  при кипении, и создани  по высоте устройства пульсирующих потоков, тангенциальные пластины наклонены к плоскости нижележащего завихрител  под острым углом по направлению от центра к периферии устройства , при этом каждый нечетный р д тангенциальных пластин, начина  снизу устройства, выполнен с шириной пластин на 30-60% и диаметром окружности , по которой установлен 1 пластины , на 20-40% меньще, чем ширина пластины и диаметр соответствукнцей окружности каждого четного р да тангенци9 альных пластин.

Description

110 Изобретение относитс  к конст укци м устройств массообменных аппаратов и может быть использовано дл  перегонки жидкостей, пен щихс  при кипении , в пищевой и химической промЬшленност х . Известно устройство дл  массообмена дистилл тора, включающее цилиндрический корпус, внутри которого по высоте его установлены лопаточные завихрители с расположенными между ними тангенциальными пластинами. Дистилл тор обеспечивает высокую устойчивость,жидкостной пленки, что позвол ет использовать его в качестве выпарного аппарата. Однако при перегонке жидкостей, пен щихс  при кипении , например дрожжевых осадков или молодых виноматериалов, содержащих брльщое количество углекислого газа, образующа с  пена поднимаетс  через центральную часть завихрителей вверх по дистилл тору. Так как при ректификации необходимо обеспечить прртивоток фаз, и среднерасходна .скорость пара достигает всего 3-5 м/с, то вертикальные пластины, установленные на периферии, не обеспечивают полное гашение пены. Возникновение пены в апЬарате приводит к нарушению противо тока фаз и снижает общую производительность . Кроме того, вертикальное расположение периферийных тангенциаль ных пластин создает услови  дл  раскрутки парового потока. Паровой поток выход  из завихрител , соприкасаетс  с тангенциальными пластинами под острым углом (в вертикальной плоскости) При этом пар частично движетс  вдоль пластин и приобретает дополнительное вертикальное движение, что увеличивает угол наклона полной скорости (к горизонту) и приводит, к дополнительной раскрутке потока. При проведении процесса ректификации не используютс  прогрессивные формы контакта фаз - пульсирующие потоки . Целью насто щего изобретени   вл етс  перегонка жидкостей, пен щихс  при кипении, и созданиепо высоте аппарата пульсирующих потоков. Эта цель достигаетс  тем, что в устройстве, включающем цилиндрический корпус, внутри которого установлены лопаточные завихрители с jpacnoложенными между ними тангенциальными пластинами, последние наклонены к 3 плоскости нижележащего завихрител  под острым углом по направлению от центра к периферии устройства, при этом каждь1й нечетный р д тангенциальных пластин, начина  снизу устройства , выполнен с шириной на 30-60% и диаметром окружности, по которой ус- тановлены пластины, на 20-40% меньте , чем ширина пластин и диаметр соответствующей окружности каждого четного р да тангенциальных пластин. На фиг. 1 представлена конструкци  предлагаемого -устройства (вертикальный разрез); на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Устройство состоит из следующих основных элементов. Б цилиндрическом корпусе 1 на несущей штанге 2 поэтажно установлены лопаточные завихрители 3. Между соседними завихрител ми 3 установлены по окружности р ды тангенциальных пластин 4, 5. Плоскость тангенциальных пластин 4, 5 наклонена к плоскости нижележащего завихрител  под острым углом о. Величина угла «/зависит от диаметра аппарата и лежит в пределах 10-30 Ширина пластин каждого нечетного р да, начина  снизу аппарата, вьтолнена с щириной В на 30-60% и диаметром окружности D на 20-40% меньще , чем щирина пластин В и диаметр окружности .DI каждого четного р да. Отсчет р дов снизу вверх аппарата обусловлен необходимостью обеспечени  максимальной пропускной способности Нижнего завихрител , так как на нем происходит ломка осевого потока, снижающего его цропускную способность. Завихрители 3 образуют с корпусом 1 устройства кольцевой сливной зазор 6. Работает аппарат следующим образом. Жидка  фаза подаетс  сверху и стекает по боковой поверхности корпуса 1. Паровой поток поднимаетс  снизу вверх и проход  через лопаточные завихрители 3, Приобретает вращательное движение . Выход  из каналов завихрител  3 паровой поток отжимаетс  пластинами 5 не только в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной, так как пласти- ны 5 наклонены к плоскости завихрител  под острым углом о|(. Это уменьшает раскрутку парового потока при соприкосновении с пластинами 5.

За счет сил трени  паровой поток сообщает стекающей пленке жидкости вращательное движение, турбулизиру  ее и увеличива  поверхность контакта за счет интенсивного волнообразовани . Процесс массообмена протекает при контакте фаз.

Жидка  фаза удал етс  из аппарата снизу, паровой поток - сверху.

Предложенна  конструкци  аппарата обеспечивает перегонку тшдкостей, пен щихс  при кипении, например молодых виноматериалов с большим содержанием углекислоты, что невозможно реализовать в прототипе.

Расположение тангенциальных пластин под острым углом 0 к плоскости нижележащего завихрител  уменьшает раскрутку парового потока, выход щего из завихрител . Пар соприкасаетс  с наклоненными в вертикальной плоскости пластинами 4, 5,- что уменьшает его раскрутку, увеличивает центробежные силы и отжатие парожидкостного потока к периферии.

В центральной части потока, закрученном лопаточным завихрителем, наблюдаетс  зона обратных токов, привод ща  к резкому снижению центробежньк сил и проскакиванию через центральную часть завихрител  образующейс  пены и отдельных капель жидкости. Расположение пластин 4 и 5 под углом о( смещает нижний край пластин к центру завихрител  . Парожидкостньй поток, выход щий из центральной части завихрител , сразу же отжимаетс  и приводитс  во вращение тан ренциальными пластинами. При этом увеличиваетс  не только скорость вращени , но и радиус вращени  потока. Возникающие центробежные силы в сочетании со смешением потоков к перифе,рии гас т возникающую, пену в пределах каждой ступени контакта. , Дл  интенсификации массообмена контакт фаз осуществл етс  в пульсационных потоках. Максимальные пульсации потоков, без нарушени  противоточного движени , достигаетс  как показывает эксперимент, за счет вьшолнени  каждого нечетного р да тангенциальных пластин 4, начина  снизу аппара- та, с шириной пластин В (фиг.2) на 40-60% и диаметром окружности D, , по которой установлены пластины на 20-40% меньше, чем щирина В (фиг.З) и диа метр окружности D . пластин 5 ка дого четного р да. Указанное сочетание размеров пластин создает пульсации скорости и давлени  потоков, т.к. мен етс  степень Ьтжати  фаз к периферии При этом размеры пластин выбраны исход  из услови  создани  максимальной величины пульсаций (изменени  давлени  и скорости потока при переходе от нечетной контактной ступени к четной) при сохранности работоспособности аппарата на пен щихс  дкост х.

Таким образом предложенна  констРУкци  аппарата по сравнению с прототипом обладает следующими достоинствами: позвол ет перерабатьшать жидкости, пен щиес  при кипении, интенсифицирует процесс массообмена между фазами за счет проведени  контакта в пульсирующих потоках. Экономичес сий эффект от- использовани  аппарата получают за счет увеличени  производительности и уменьшени  потерь ценных компонентов с кубовым остатком.

i

Фиь.1

.Z

.З

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕНА, включающее цилиндрический корпус, внутри которого по высоте его установлены лопаточные завихрители с расположенными между ними тангенциальными пластинами, отличающее с я тем, что, с целью перегонки жидкостей, пенящихся при кипении, и создания по высоте устройства пульсирующих потоков, тангенциальные пластины наклонены к плоскости нижележащего завихрителя под острым углом по направлению от центра к периферии устройства, при этом каждый нечетный ряд тангенциальных пластин, начиная снизу устройства, выполнен с шириной пластин на 30-60% и диаметром окружности, по которой установлены пластины, на 20-40% меньше, чем ширина пластины и диаметр соответствующей окружности каждого четного ряда тангенци- _β альных пластин. 9 >

   1045463 2