SU1166811A1

SU1166811A1 - Heat-mass-transfer filter

Info

Publication number: SU1166811A1
Application number: SU823655792A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Григорьевич Бляхер; Михаил Самуилович Гофман; Валерий Аркадьевич Болитэр; Леонид Яковлевич Живайкин; Анатолий Аврумович Шехтман; Александр Анатольевич Кузнецов; Михаил Семенович Сладков; Борис Ефимович Ландау; Нина Александровна Ветлугина
Original assignee: Предприятие П/Я А-7125
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1985-07-15

Abstract

ТЕПШМАССООгаШННЬА АППАРАТ, включающий корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с. контактными элементами, распределительные камеры ввода и вывода жидкости и газа, отличающийс тем, что, с. целью интенсификации процесса тепломае сопереноса за счет диспергировани жидкости и ее равномерного распределени , контактные элементы выполнены в виде труб Вентури, диффузоры которых снабжены эллиптическими вырезами, 2. Аппарат поп.1, отличающ и и с тем, что камеры ввода и вывода жидаости и газа снабжены кольцевыми перегородками, нижние торщл которых расположены над днищем камер. HEATING MACHINE-UNIT, including a housing, inside of which is placed a tubular heat exchanger equipped with plates. contact elements, distribution chambers for inlet and outlet of liquid and gas, characterized in that, c. In order to intensify the process of competing due to the dispersion of the liquid and its uniform distribution, the contact elements are made in the form of Venturi tubes, the diffusers of which are equipped with elliptical notches, 2. The device is pop.1, which is distinguished by the fact that the liquid inlet and gas chambers are equipped with ring partitions, the bottom of which are located above the bottom of the chambers.

Description

сь оsmiling about

Об 1 Изобретение относитс к аппаратур ному оформлению процессов тепломассо обмена, протекающих в системе газ (пар) - жидкость, таких как абсорбци , ректификаци , охлаждение газов, и может быть использовано в химической и смежной с ней отрасл х промьшленности . Известен аппарат дл тепло- и мас сообменных процессов со встроенными в корпусе теплообменниками с расположенными по его высоте барботажными тарелками и расположенными на них змеевиковыми холодильниками дл отвода тепла абсорбции при производств азотной или серной кислот lj. Известен тепломассообменный аппарат , включающий корпус, внутри которого вертикально размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с контактными элементами, распредели тельные камеры ввода и вывода реакционной и теппообменивающейс жвдкос тей и газа iz . Недостатками известного тепломассообменного аппарата вл ютс относи тельно низкие производительность и интенсивность (скорость газа в свободном сечении не выше 2,0-3,0 м/с), высокое гидравлическое сопротивление ( 400-500 мм вод.ст.) за счет наличи барботажных слоев на тарелках, узкий диапазон эксплуатационных нагрузок, обуславливаемый необходимостью поддержани барботажных слоев на тарелЦель изобретени - инте.нсификаци процесса за счет диспергировани жидкости и ее равномерного распределени . Поставленна цель достигаетс тем что в тепломассообменном аппарате, включающем корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с контактными элементами, распределительные камеры ввода и вывода жидкости и газа,контакт: ные элементы выполнены в виде труб Вент ри, диффузоры которых снабжены эллиптическими вырезами. Камеры ввода и вывода жидкости и газа снабжены кольцевыми перегородка ми, нижние торцы которых расположены над камер, На фиг.1 показан тепломассообмениый аппарат, продольный разрезJ на фиг.2 - узел установки трубы Вентури 11 на тарелке} на фйг.З - разрез А-А на фиг.2. Аппарат содержит корпус 1, трубчатку внутреннего teплooбмeнникa 2, распределительные камеры ввода 3 и А и вывода 5 и 6 жидкости, камеры 7 и 8 дл жвдкости и газа; контактные тарелки 9 с трубами Вентури 10. В верхней 7 и нижней 8 распределительных камерах установлены сплошные вертикальные цилиндрические перегородки 11 и 12 не доход щие до их днища . Распределительна камера 4 образована , верхней трубной решеткой 13 и распределительной решеткой 14. Аппарат имеет также входные 15 и выходные 16 патрубки дл газа, и патрубки 17-19 ввода жидкости.и патрубки 20-24 дл отвода жидкости. Нижние торцы труб теггаообменника закреплены в трубной решетке 25, Верхн часть корпуса 1 снабжена кольцевой щелью 26, а в ижнрпс част х диффузоров труб Вентури 10 выполнены шесть эллиптических вырезов 27. Тепломассообменный аппарат работает следующим образом. Реакционна жидкость и газ подаютс в аппарат пр мотоком. Пр мотоком также подаетс охлалщакнца жидкость . Реакционный газ через патрубок 15 поступает в распределительную камеру 7 и благодар вертикальной цилиндрической перегородке 11 делает поворот.на 9(г и равномерно распредел етс по всему периметру трубчатки теплообменника 2. Дл этого кожух трубчатки - корпус 1 в месте поступлени газа имеет кольцевую щель 26. Реакционна жидкость через патрубок 18 поступает в распределительную камеру 4 и через; кольцевые зазоры, образованные распределительной решеткой 14 и трубами теплообменника 2, стекает пленкой по этим трубам. Далее жидкость поступает на верхнюю контактную тарелку 9, где основна ее часть стекает через верхние обрезы конфузоров труб Вентури 10, и, подхватыва сь потоком газа, интенсивно с ним перемешиваетс и взаимодействует . Газожидкостный поток, благодар имею1цимс на нижней части диффузора шести эллиптическим вырезам 27, омывает стенки трубок теплообменника 2. Такое конструктивное решение позвол ет почти полностью перекрыть межAbout 1 The invention relates to the instrumentation of heat and mass exchange processes flowing in a gas (vapor) - liquid system, such as absorption, rectification, and gas cooling, and can be used in the chemical and adjacent industries. A device is known for heat and mass processes of joint processes with heat exchangers embedded in a housing with bubble plates located along its height and coil coolers located on them to remove heat absorption during the production of nitric or sulfuric acids lj. A heat and mass transfer apparatus is known, which includes a housing, inside which a tubular heat exchanger is vertically arranged, equipped with plates with contact elements, distribution chambers for the input and output of reaction and heat exchange liquid and gas iz. The disadvantages of the known heat and mass transfer apparatus are relatively low productivity and intensity (the gas velocity in the free section is not higher than 2.0-3.0 m / s), high hydraulic resistance (400-500 mm water column) due to the presence of bubbling layers on the plates, a narrow range of operating loads, due to the need to maintain the bubbling layers on the plates. The purpose of the invention is to integrate the process by dispersing the liquid and evenly distributing it. This goal is achieved by the fact that in a heat and mass transfer apparatus, including a case, inside which is placed a tubular heat exchanger, equipped with plates with contact elements, distribution chambers for supplying and discharging liquid and gas, contact: elements are made in the form of Vent ri tubes, diffusers of which are equipped with elliptical cutouts. The liquid and gas input and output chambers are provided with annular partitions, the lower ends of which are located above the chambers. Figure 1 shows the heat and mass transfer apparatus, longitudinal section J in figure 2 - Venturi pipe installation unit 11 on a plate} on the plate. Section 3 And in figure 2. The apparatus includes a housing 1, a tubular internal heat exchanger 2, distribution chambers of the inlet 3 and A and output 5 and 6 of the liquid, chambers 7 and 8 for liquid and gas; contact plates 9 with Venturi pipes 10. In the upper 7 and lower 8 distribution chambers there are continuous vertical cylindrical partitions 11 and 12 not reaching their bottom. The distribution chamber 4 is formed by an upper tube sheet 13 and a distribution grid 14. The apparatus also has 15 inlet and outlet 16 gas nozzles, and liquid inlets 17-19 and nozzles 20-24 for draining the liquid. The lower ends of the tegga exchanger tubes are fixed in the tube sheet 25, the upper part of the housing 1 is provided with an annular gap 26, and in the parts of the Venturi tube diffusers 10 there are six elliptical cutouts 27. The heat and mass transfer apparatus works as follows. The reaction liquid and gas are fed to the apparatus in a flow. A bottle of liquid is also supplied with a coil. The reaction gas through the nozzle 15 enters the distribution chamber 7 and, due to the vertical cylindrical partition 11, rotates 9 (r) and is evenly distributed around the entire perimeter of the heat exchanger tubular 2. For this, the tubular casing - body 1 has an annular gap 26 at the place of gas entry. The reaction liquid through the pipe 18 enters the distribution chamber 4 and through the annular gaps formed by the distribution grid 14 and the tubes of the heat exchanger 2, flows down the film through these pipes. Next, the liquid flows n and the upper contact plate 9, where the main part of it flows through the upper edges of the confluent tubes of the Venturi tube 10, and, being picked up by the gas flow, intensively mixes with it and interacts. heat exchanger 2. This design solution allows almost completely block between

трубное пространство трубчатки диффузорами труб Вентури и тем самым обеспечить равномерное распределение газожщцкостньп потоков по сечению аппарата, по трубкам и в объеме последнего .the tubular space of the tube by the diffusers of the Venturi tubes and thereby ensure an even distribution of the gas-flux flows in the apparatus section, along the tubes and in the volume of the latter.

С верхней контактной тарелки 9 газожидкостный поток поступает на нижележащую тарелку такой же конструкции и т.д.From the upper contact plate 9, the gas-liquid flow enters the underlying plate of the same design, etc.

Дл повышени эффективности работы аппарата часть реакционной жидкости может быть подана в камеру 7, где с помощью патрубка 20 поддерживаетс необходима величина погружени перегородки 11 в жидкость. Таким образом газ барботирует через заданный слой жидкости, подхватьгоает определенное количество жидкости и уносит на контактную тарелиу. Газожидкостна смесь через кольцевой вырез, образованный нижней трубной решеткой 25 и обечайт кой - корпусом 1, поступает в камеру 8, далее перегородкой 12 поворачиваетс на 1 во, освобождаетс от крупных брызг и выводитс через патрубок 16, жидкость выводитс через патрубок 22. Охлаждающа жидкость поступает в распределительную камеру 3, стекает пленкой внутри труб трубчатки и отводитс вниз через камеры 5 и 6. Дл регулировани производительности аппарата, а также его полного отключени от газовых коммуникаций с помощью обечаек 11 и 12 в камерах 7 и 8 создаютс гидрозатворы. Величина гчцрозатвора определ етс заданной производительностью аппарата или, в случае полного отключени аппарата она должна превышать его гидравлическое сопротивление. Особенно эффективно такое отключение и регулирование при параллельной работе аппарато предлагаемой конструкции при переработке агрессивных и довитых газов (например, ЗОд; .).In order to increase the efficiency of the apparatus, a part of the reaction liquid can be supplied to the chamber 7, where the required immersion value of the partition 11 in the liquid is maintained by means of the pipe 20. Thus, the gas is bubbled through a given layer of liquid, podvvatgoet a certain amount of liquid and carries it to the contact plate. The gas-liquid mixture through the annular recess formed by the lower tube sheet 25 and the shell 1 - body 1 enters the chamber 8, then the partition 12 rotates 1 in, is released from large splashes and is discharged through the pipe 16, the liquid is discharged through the pipe 22. The cooling liquid enters into the distribution chamber 3, flows down with a film inside the tubular tubes and is led down through chambers 5 and 6. To regulate the performance of the apparatus, as well as its complete disconnection from gas communications with the help of shells 11 and 12 into the chambers x 7 and 8 are generated hydraulic locks. The magnitude of the shutter gate is determined by the specified performance of the apparatus or, in the case of a complete shutdown of the apparatus, it must exceed its hydraulic resistance. Such a shutdown and regulation is particularly effective when operating in parallel the apparatus of the proposed design when processing aggressive and poisonous gases (for example, ZOD;.).

Технико-экономическа эффектив- i ность предлагаемой конструкции теп; ломассообменного аппарата достигаетс ;за счет того, что- скоррсть газа в свободном сечении аппарата достигает 5-8 м/с, обеспечиваетс относительно низкое гидравлическое сопротивление аппарата (не более 200-250 мм вод. ст.), благодар высоким скорост м газожидкостных потоков достигаетс высока интенсивность процессов тепломассообмена (так коэффициент теплопередачи при охлаждении 92-98% достигает 800 ккал/м ), резко сокращаетс количество циркулирующей жидкости благодар установке специальных контактных тарелок, дополнительньгх распределительных устройств и наличию интенсивных внутренних теплообменников, обеспечивающих необходимый объем тепЛа реакции.Technical and economic efficiency of the proposed design tep; due to the fact that the gas velocity in the free section of the apparatus reaches 5–8 m / s, a relatively low hydraulic resistance of the apparatus (not more than 200–250 mm of water) is ensured, due to the high velocity of gas-liquid flows high intensity of heat and mass transfer processes (so the heat transfer coefficient during cooling 92-98% reaches 800 kcal / m), the amount of circulating fluid is sharply reduced due to the installation of special contact plates, additional distribution devices and presence-negative intense internal heat exchanger, providing the necessary volume of reaction heat.

Фие. 1Phie. one

Ф1/9.3F1 / 9.3

Claims

TEXUMO-EXCHANGING APPARATUS, including a housing inside which · a tubular heat exchanger is placed, equipped with plates with contact elements, distribution chambers for input and output of liquid and gas, characterized in that, in order to intensify the process of heat and mass transfer due to dispersion of the liquid and its uniform distribution, the contact elements are made in the form of venturi tubes, the diffusers of which are equipped with elliptical notches.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the liquid and gas inlet and outlet chambers are provided with annular partitions, the lower ends of which are located above the bottom of the chambers.

smiling oo na na