ю
О) 00 Изобретение относитс к устройствам дл проведени тепломассообменных процессов и может быть применено дл абсорбции, ректификации, конденсации паров, нагрева или охлаждени жидкостей или газов, а также их очистки от пыли и газообразных примесей (SO, SO, HF HCl и др.). Известна противоточна барботажна колонна, содержаща последовательно расположенные друг над другом тарелки. Кажда тарелка состоит из царги, съемного кольца, устанавливаемого в горловине и колпака lj . Данное устройство имеет низкую удельную производительность из-за несовершенства организации процессов тепло- и массообмена между га (зом и жидкостью (малые скорости движени фаз, несовершенство аэродинамики , нерациональна форма контактных газопромывньк каналов и т.п.). Известен тепломассообменный аппарат ,по высоте корпуса которого размещены колпачковые тарелки с входными газовыми патрубками и колпачками переливы и сливные пороги 2 . Известен тепломассообменный аппарат , по высоте корпуса которого размещены тарелки с газовыми патрубками , над которыми размещены направл ющие элементы, и изогнутыми перегородками , установленными с внешней стороны патрубков и частично погруженными в жидкость, при этом верхн часть перегородок и торцова стенка направл ющего элемента образуют симметричные газопромывные каналы, а также переливы 3J. Недостатком известного аппарата вл етс высокое гидравлическое сопротивление (300-700 мм вод.ст.). Известные аппараты могут работать толь ко в режиме малоэффективного низкопроизводительного барботажа - при скорости газа в газопромывных каналах всего 0,4-0,5 м/с. При скорост х 1-1,3 м/с начинаетс режим газовых струй, при котором происходит разрушение чеистой пены, длина газовых факелов увеличиваетс и они выход т без очистки на поверхность сло . Малые скорости газа вл ютс причиной низких коэффрщиентов тепло- и массо , обмена .(абсорбции, ректификации, пылеулавливани ) и низкой удельной прО изводительности аппарата. Цель изобретени - повьш1ение эффективности тепломассообмена путем снижени гидравлического сопротивлени . Указанна цель достигаетс тем, что в тепломассообменном аппарате, включающем корпус, по высоте которого размещены тарелки с газовыми патрубками , над которыми размещены направл ющие элементы, и изогнутыми перегородками , установленными с внешней стороны патрубков и частично погруженными в жидкость, при этом верхн часть перегородок и торцова стенка направл ющего элемента образуют зеркально симметричные газопромывные каналы, а также переливы, каждый направл ющий элемент выполнен в виде вогнутого снизу полого охлаждаемого колпачка с боковыми изогну- тыми стенками, при этом нижние кромки стенок колпачка расположены ниже верхней кромки газового патрубка. На фиг. 1 показан тепломассообменный аппарат, вертикальный разрезi на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. фиг. 3 - тарелка, общий вид; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3. В корпусе 1 раз н1ещены тарелки 2, состо щие из изогнутых перегородок 3, колпачка 4 и газового патрубка 5. Скошенна рабоча поверхность перегородок 3 и торцова стенка колпачка образуют газопромывные каналы 6. В корпусе 1 также установлены сливные трубы 7, штуцеры дл подвода 8 и отвода 9 промежуточного теплоносител в колпаки тарелок и стойки 10, поддерживающие колпачок над жидкостью. Корпус 1 может иметь круглое, пр моугольное или квадратное сечение в зависимости от давлени внутри аппарата и формы тарелок (круглой, пр моугольной или квадратной). Перегородки 3 имеют продольнзш или круглую форму, выполнены со скошенной рабочей поверхностью под углом 30 бО к вертикальной оси тарелки 2 расположены по обе стороны газового патрубка 5 тарелки 2 зеркально симметрично относительно ее оси и частично погрзжены в жидкость. Высота перегородки при этом определ етс соотношением Н ДР + 0,2 м (1) где АР- гидравлическое сопротивление газопромывного канала (контактного канала), образованного рабочей поверхностью перегородки и торцовой стенкой колпака. VU W где Cf, , Ср, Соответственно коэффициенты местного гид равлического сопротив лени , создаваемого контактным.каналом без орошени и с орошением жидкостью удельньй вес соответс2 У. венно газа и жидкости кг/м , скорость газожидкост ного потока в контак ных каналах тарелки, обычно 15-300 м/с; g - ускорение силы т жес ти, равное 9,81 м/с m - удельное количество жидкости,засасываемо газовым потоком внут контактных каналов в расчете на 1 нм. объема этих газов, равное 0,1-30 кг/кг газа (оптимальное значение 0,5 кг/кг). При скорости газового потока в контактном канале 30-50 м/с и m 0,5 кг/кг газа гидравлическое сопротивление контактных каналов составл ет 1,5-3 кПа (150-30 мм вод.ст Регулирование величины ДР в ши роких пределах (от 1,5 до 50 кПа) производитс изменением расхода газа , подаваемого в каналы, и фовнем жидкости на тарелках 2. Высота перегородки 3 обычно составл ет 0,5 м, а рассто ние от ее нижнего конца до тарелки 2 0,050 ,1 м дл обеспечени условий автоматической рециркул ции жидкости во руг перегородки 3 навстречу газовому потоку. Длину контактного канала L по ре зультатам эксперимен-ральных исследо ваний рекомендуетс находить из соот ношени L 0,1-0,3 м, а ширину В 0,1-0,2 м. При гидравлическом сопротивлении контактного канала 1,5 кПа один погонный метр его длины промывает 20 тыс. нм/ч газов или паров. Колпачок содержит полость дл циркул ции холодного или нагретого промежуточного теплоносител (фреон, вода, пар, расплавленные соли системы KNO - NaNO - NaNO с температурой плавлени 150-200 С и т.п.). Между торцовой поверхностью колпачка 4 и перегородками 3 при этом образуютс газопромывные каналы (контактные каналы) 6 дл промывки паров и газов жидкостью, стекающей по сливным трубам 7 сверху аппарата навстручу парам и газам, подниманлцимс снизу тепломассообменного устройства. Скорость парогазового потока в патрубках 5 равна 10-15 м/с. Угол раскрыти канала 6 составл ет 6-12 к его оси. При больших значени х угла происходит отрыв парогазового потока от стенок канала и ухудшение процессов тепло- и массообмена . Контактные каналы 6 предназначены дл перемешивани паров и газов с жидкостью и проведени процессов тепло- и массообмена между ними. Сливные трубы 7 имеют пр моугольное или круглое сечение и предназначены дл подачи жидкости с верхней части колонны навстручу парогазовому потоку. Сечение этих каналов рассчитываетс из услови скорости движени жидкости в их сечении 0,5-1 м/с. Телломассообменный аппарат работает следующим образом. Парогазовьй поток поднимаетс снизу аппарата, например ректификационной колонны, и через патрубки 5 распредел етс по контактным каналам 6, образованным перегородками 3 и.торцовыми стенками колпачка 4. Вход в эти каналы, парогазовый поток механически за счет сил газожидкостного трени захватывает с собой верхний слой жидкости, мгновенно дробит его на мельчайшие капли и пену с высокоразвитой активной гетерогенной поверхностью , что обеспечивает необходимые услови дл высокоэффективного, быстрого и высокопроизводительного протекани тепломассообменных процессов , например, дл очистки газов от за, HF и т.п. Очищенный от паров или газов газовый поток отводитс из верхней части аппарата, отработанна жидкость по сливным трубам 7 стекает в нижние ступени тепломассообменного аппарата . При работе аппарата создаетс режим турбулентной диффузии, характеризующейс высокими коэффициентами диффузии, поперечного тепло- и массообмена , высокой скоростью химических процессов и высокой удельной производительностью (5-20 раз выше, чем в современных колоннах -барботажного типа с ситчатыми или колпачковыми тарелками,у которых скорость газа в про мывных каналах не превышает 1-5 м/с . Предлагаемый аппарат высокопроизводителен , так как рабочие скорости газожидкостного потока в контактных каналах аппарата составл ют 15-300 м/с и,более, при этом все режимы промывки газа аэрогидродинамическн устойчивы, что обеспечивает простоту и надежность его пуска, наладки и эксплуатации. Аппарат может быть применен в абсорбционных и ректификационных колоннах дл переработки нефт ного сьфь , а также дл проведени различных химических и теплоэнергетических процессов очистки газов и жидкостей, их нагрева или охлаждени .