SU1058565A1

SU1058565A1 - Direct flow contact device

Info

Publication number: SU1058565A1
Application number: SU823382644A
Authority: SU
Inventors: Николай Александрович Войнов; Алексей Иванович Терентьев; Юрий Александрович Иванчин
Original assignee: Сибирский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт
Priority date: 1982-01-22
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1983-12-07

Abstract

1. ПРЯМОТОЧНОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее основание, над которым pasMemeHia горизонтальна перегородка, через которую прюходит контактный патрубок, и переливные устройства, о тл Ича юще ее тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена и снижени . гидравлического сопротивлени за счет увеличени поверхности контакта фаз и их турбулизации, нижний торец контактного патрубка расположен под основанием и снабжен распределительньам колпачком с центральным отверстием, а бокова поверхность патрубка выполнена перфорированной.. W СП 00 ел 05 СП1. DIRECT CIRCUIT CONTACT DEVICE, including the base, over which a horizontal partition, through which the contact nipple passes, and overflow devices, is caused by the fact that, in order to intensify the process of heat and mass transfer and reduction. hydraulic resistance by increasing the contact surface of the phases and their turbulence, the lower end of the contact nozzle is located under the base and provided with a distributor cap with a central hole, and the side surface of the nozzle is perforated .. W SP 00 el 05 SP

Description

2, Контактное устройство по п. 1, отличающеес тем, что центральное отверстие колпачка выполнено с отбортовкой. 2, A contact device according to claim 1, characterized in that the central opening of the cap is formed with flanging.

. 3. Контактное устройство по п. 1, отличающеес тем, что контактный патрубок установлен в основании с радиальным зазором.. 3. A contact device according to claim 1, characterized in that the contact tube is installed at the base with a radial clearance.

1 Изобретение относитс к конструк ци м контактных устройств дл проведени массообменных процессов в системе газ-пар (жидкость) . Известен контактный элемент, вкл чающий патрубок с окнами дл вывода жидкости, внутри которого установлен входной патрубок с тангенциальными щел ми и в верхней части контактного элемента, расположен кольцевой отделитель жидкой фазы fl Указанный контактный элемент обладает небольшой поверхностью контакта между газом (паром) и жидкост ной пленкой, так как жидкостна пленка образуетс только на внутрен ней поверхности контактного элемента , и высоким гидравлическим сопротивлением . Известно пр моточное контактное устройство, выполненное в виде цилиндрическохо патрубка, установленное на тарелке, снабженное отбойником и горизонтально установленной перегородкой образующей камеру дл жидкости совместно с плоскостью тарелки и переливным порогом вышележащей тарелки 2 . . Однако и это контактное устройство обладает невысокой поверхность контакта между жидкостной пленкой и газом (паром), так как жидкостна пленка образуетс только на внутренней поверхности контактного патрубка и высоким гидравлическим сопротивлением из-за наличи закреп ленного в верхней части контактного устройства отбойника. Целью изобретени вл етс интен сификаци процесса тепломассообмена и снижени гидравлического сопротив лени за счет увеличени поверхности контакта фаз и их турбулизации. Цель достигаетс тем, что в пр моточном контактном устройстве, включающем основание, над которым размещена горизонтальна перегородка , через которую проходит контактный патрубок,и переливные.устройств нижний торец контактного патрубка , расположен под основанием и снабжен распределительным колпачком с- центральным отверстием, а бокова повер ность патрубка выполнена перфорированной . Центральное отверстие колпачка выполнено с отбортовкой. Контактный патрубок установлен в основании с радиальным зазором. Наличие цилиндрического патрубка выдвинутого за поверхность тарелки, имеющего на нижнем конце распределительный к олпачок, а также наличие отверстий дл вывода жидкости между полотном тарелки и цилиндрическим Патрубком, позвол ет образовывать жидкостнук пленку не только на внутренней поверхности цилиндрического патрубка, но и на наружной поверхности цилиндрического патрубка, что увеличивает поверхность контакта фаз между жидкостной пленкой и па- i ром (газом). Наличие отбортовки в верхней час-, ти цилиндрического патрубка, выполненной в форме конуса расшир ющегос кверху, позвол ет уменьшить гидравлическое сопротивление контактного устройства, так как в этом случае нет необходимости на верхнем торце цилиндрического патрубка устанавливать отбойник, который создает гидравлическое сопротивление контактного устройства, примерно 30-40%. Отделение жидкостной плен- . ки от газа (пара) в предлагаемом контактном устройстве происходит в конически расшир ющейс отбортов-, ке. Наличие плавно расшир ющих сто- , рои, отбортовки позвол ет жидкостной. пленке без срыва транспортироватьс по ее внутренней поверхности. Расширение сторон отбортовки позвол ет снизить скорость газа (пара) по сечению контактного устройства в месте отделени жидкости от газа (пара) на верхнем торце отбортовки, что дает возможность жидкости стекать на тарелку под собственным весом, без захвата ее воздухом. Указанный диапазон угла наклона образующей отбортовки 1-20° с вертикалью преп тствует отрыву жидкостной пленки с поверхности отбортовки и не позвол ет жидкости уноситьс газовым (паровым) потоком. Дальнейшее увеличение угла наклона образующей отбортовки с вертикалью более чем на 20 приводит к срыву жидкостной пленки, с ее поверхности , -что вызывает резкий унос1 The invention relates to the design of contact devices for conducting mass transfer processes in a gas-vapor (liquid) system. A contact element is known that includes a nozzle with openings for a liquid outlet, inside which an inlet nozzle with tangential gaps is installed and in the upper part of the contact element, an annular liquid phase separator fl is located. The said contact element has a small contact surface between the gas (vapor) and the liquid film, since the liquid film is formed only on the inner surface of the contact element, and high hydraulic resistance. A direct contact device, made in the form of a cylindrical nozzle, mounted on a plate, equipped with a baffle and a horizontally mounted partition forming the fluid chamber together with the plane of the plate and the overflow threshold of the overlying plate 2 is known. . However, this contact device also has a low contact surface between the liquid film and gas (steam), since the liquid film is formed only on the inner surface of the contact nipple and high hydraulic resistance due to the presence of a fixed baffle device in the upper part. The aim of the invention is to intensify the process of heat and mass transfer and reduce the hydraulic resistance by increasing the contact surface of the phases and their turbulization. The goal is achieved by the fact that in a direct-flow contact device, including a base, over which a horizontal partition is placed, through which the contact branch passes, and overflow devices, the lower end of the contact branch is located under the base and provided with a distribution cap with a central hole, and a lateral side The nozzle is perforated. The central opening of the cap is made with flared. Contact nozzle is installed at the base with a radial clearance. The presence of a cylindrical tube extended over the surface of the plate, having a distribution box at the lower end, as well as the presence of openings for draining the liquid between the web of the plate and the cylindrical pipe, allows a liquid-film film to be formed not only on the inside surface of the cylindrical pipe. , which increases the surface contact of the phases between the liquid film and vapor (gas). The presence of flanging in the upper part of the cylindrical nozzle, made in the form of a cone extending upward, reduces the hydraulic resistance of the contact device, since in this case there is no need to install a bump stop at the upper end of the cylindrical nozzle, which creates a hydraulic resistance of the contact device, approximately 30-40%. Department of liquid film-. ki from gas (steam) in the proposed contact device occurs in a conically expanding flange, ke. The presence of smoothly expanding stools, swarms, flanging allows liquid. film without tearing is transported along its inner surface. The expansion of the sides of the flanging allows to reduce the velocity of the gas (vapor) over the cross section of the contact device at the point of separation of the liquid from the gas (vapor) at the upper end of the flanging, which allows the liquid to drain onto the plate under its own weight without being trapped by air. The indicated range of the angle of inclination of the forming flange 1–20 ° with the vertical prevents the liquid film from detaching from the flanging surface and does not allow the liquid to be carried away by the gas (vapor) flow. A further increase in the angle of inclination of the forming flange with a vertical of more than 20 leads to the disruption of the liquid film from its surface, which causes a sharp carry

жидкости на вышележащие тарелки и их неработоспособность.liquids on overlying plates and their inoperability.

На чертеже изображена контактна ступень аппарата с предложенным контактным устройством.The drawing shows the contact stage of the apparatus with the proposed contact device.

Контактна ступень состоит из корпуса 1, внутри которой по ее сечению закреплена тарелка 2. в тарелке 2 прикреплен вертикально контактный патрубок 3, к которому крепитс перегородка 4. Между наружной поверхностью контактного патрубка ; 3 и тарелки 2 выполнены,отверсти дл ввода жидкости 5, На нижнем торце контактного патрубка, соосно с ним установлен распределительный колпачок 6, а верхний конец цилиндрического патрубка отбортован на плавно расшир ющийс к верху конус Дл перетекани жидкости с тарелки на тарелку в перегородке 4 установлено переливное устройство 8. На цилиндрическом , патрубке 3 ниже тарелки 2 выполнены отверсти дл ввода газа 9. The contact stage consists of a housing 1, inside of which a plate 2 is fixed in its cross section. In the plate 2, a contact nipple 3 is attached vertically to which the partition 4 is attached. Between the outer surface of the contact nipple; 3 and plates 2 are made, fluid inlets 5, a distribution cap 6 is coaxially mounted at the lower end of the contact nozzle, and the upper end of the cylindrical nozzle is flanged to a cone smoothly extending to the top. For liquid flow from the plate to the plate in the partition 4, overflow device 8. On the cylindrical nozzle 3 below the plate 2 there are holes for gas inlet 9.

Наличие отверстий на цилиндрическом патрубкениже тарелки позвол ет увеличить приток газа (пара) и жидкостной пленки, стекающей по наружной поверхности цилиндрическог патрубка, так как пар (газ) в этом случае проходит в цилиндрические патрубки не только через распределительные колпачки, но и через отверсти дл ввода газа. Увеличение притока пара (газа) к стекающей жидкостной пленке увеличивает поверхность контакта между ними.The presence of holes in the cylindrical port below the plate allows for an increase in the flow of gas (steam) and liquid film flowing on the outer surface of the cylindrical nozzle, since steam (gas) in this case passes into the cylindrical nozzles not only through the distribution caps, but also through the holes gas. Increasing the flow of steam (gas) to the flowing liquid film increases the contact surface between them.

Пр моточное контактное устройство работает следующим образом.Immediate contact device operates as follows.

Газ (пар) поступает в нижнюю часть цилиндрического патрубка в распределительный колпачок 6 и, проход его, увлекает за собой жидкость , наход щуюс в колпачке, а затем в виде тонкой жидкостной пленки транспортирует ее по внутренней поверхности цилиндрического патрубка 3 вверх. Жидкостна фаза под действием столба жидкости в устройстве 8 поступает через отверстие дл ввода жидкости 5 на наружную поверхность цилиндрического патрубка 3 и в виде жидкостной пленки стекает по ней в колпачок б. При этом происходит интенсивный массообмен как внутри контактного патрубка между транспортирующей вверх жид0 костной пленкой и поднимающимс паром (газом), так и между жидкостной пленкой, стекающей по наружной поверхности патрубка с паром (газом ) , наход щимс в межступенчатом пространстве. Отделение жидкостной The gas (steam) enters the lower part of the cylindrical pipe in the distribution cap 6 and, passing it, carries the liquid in the cap, and then in the form of a thin liquid film transports it along the inner surface of the cylindrical pipe 3 upwards. The liquid phase under the action of the liquid column in the device 8 enters through the opening for the introduction of the liquid 5 to the outer surface of the cylindrical pipe 3 and flows as a liquid film along it into the cap b. In this case, there is an intensive mass exchange both inside the contact pipe between the upwardly transporting liquid film and the rising vapor (gas), and between the liquid film flowing along the outer surface of the pipe with vapor (gas) in the interstage space. Department of liquid

5 пленки от пара (газа) происходит на верхнем конце цилиндрического патрубка в отбортовке, где жидкость плавно движетс по отбортовке, уменьшает свою скорость и стекает на по0 лотно тарелки 2, а пар (газ), снизив свою скорость выходитИЗ контактного устройства и поступает на вышележащие тарелки.5 film from the vapor (gas) occurs at the upper end of the cylindrical tube in the flanging, where the liquid smoothly moves along the flanging, reduces its speed and drains onto the tray 2, and the vapor (gas), decreasing its speed, goes out of the contact device and goes to the overlying plates.

Наличие цилиндрического патрубка The presence of a cylindrical pipe

5 выдвинутого за поверхность тарелки, имеющей на нижнем конце колпачок, а также выполнение отверстий дл вывода йсидкости между наружной поверхностью цилиндрического патрубка и 5 extended over the surface of the plate, having a cap at the lower end, as well as the implementation of holes for the output of the space between the outer surface of the cylindrical nozzle and

0 полотном тарелки позвол ет увеличить поверхность контакта пара (газа) с жидкостью в 1,5-2 раза, что приводит к увеличению эффективности аппарата (его КПД/.0 blade web allows you to increase the contact surface of vapor (gas) with a liquid in 1,5-2 times, which leads to an increase in the efficiency of the device (its efficiency /.

5five

Увеличение эффективности контактного устройства уменьшает число тарелок в аппарате, снижает его металлоемкость , уменьшает высоту аппарата и его габариты.The increase in the effectiveness of the contact device reduces the number of plates in the apparatus, reduces its intensity, reduces the height of the apparatus and its dimensions.

00

Наличие отбортовки в верхней части контактного устройства позвол ет снизить гидравлическое сопротивление, уменьшить энергозатраты, следова- тельно, снизить себестоимость выпус5 каемого продукта.The presence of flanging in the upper part of the contact device allows to reduce the hydraulic resistance, reduce energy consumption, and therefore, reduce the cost of production of the product.

Claims

1. DIRECT-LINE CONTACT DEVICE, including a base, over which a horizontal partition is placed, through which the contact pipe passes, and overflow devices, which are connected with the fact that, in order to intensify the heat and mass transfer process and reduce hydraulic resistance by increasing the contact surface of the phases and their turbulization, the lower end of the contact pipe is located under the base and is equipped with a distribution cap "" with a central hole, and the side surface of the pipe is made of perforations Anna

SU „1058565

2. Contact device according to π. 1, characterized in that the Central hole of the cap is flanged.

'. 3. The contact device according to claim 1, characterized in that the contact pipe is installed in the base with a radial clearance.