SU1357032A1 - Тепломассообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к конструкции тепломассообменного аппарата, позвол ет интенсифицировать массообменные процессы за счет увеличени  времени контакта фаз и может использоватьс  при проведении процессов абсорбции, десорбции, сушки рас- пьшиванием, охлаждени  и других. Аппарат содержит цилиндрический корпус, устройства дл  ввода и вывода фаз и размещенный коаксиально корпусу се- парационный цилиндрический элемент, снабженный отверсти ми с кольцевой отбортовкой в сторону корпуса. Участки сепарационного элемента в области ввода жидкости снабжены соплами. Оси сопел сориентированы по отношению к продольной оси аппарата радиально или под углом, противоположным вектору полной скорости закрученного газового потока. 5 ил. ч W

Description

Изобретение относитс  к массооб- менной технике и может быть использовано в химической, нефтехимической , нефтеперерабатывающей, пищевой и других отрасл х промьшшенности дл  осуществлени  процессов абсорбции, десорбции, сушки распьшиванием и охлаждени .

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  массообменного процесса за счет увеличени  времени контакта фаз.

На фиг, 1 представлено устройство ,общий вид;нафиг.2 -разрез А-А на фиг. 1 ;на фиг.З- элемент конструкции секционированного аппарата с утолщенными торцами;на фиг. 4 -то же,с кольцевым вводным устройством, снабженным радиальными соплами; на фиг, 5 -то же, с радиальными соплами.

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, сепарационный элемент 2, бокова  поверхность которого снабжена отверсти ми с кольцевой отбортов- кой 3 в сторону кйрпуса. Поверхность сепарационного элемента 2 может быть выполнена с утолщени ми 4 и снабжена соплами 5. Оси последних сориентированы радиально. Корпус 1 снабжен тангенциальным патрубком 6 ввода газа и патрубком 7 вывода газа 7. Устройство ввода жидкости состоит из подвод щей арматуры 8, Нижн   часть корпуса 1 снабжена выводным патрубком 9 отсепарированной жидкости.

Участки сепарационного элемента 2 в-области ввода жидкости снабжены соплами 5 и могут быть выполнены цельными или разрезанными на отдельные секции.

Примерами снабжени  сепарационного элемента 2 соплами 5 могут служит выполнений сопел в теле сепарационного элемента и выполнение сопел в кольце 10, укрепленном между торцами секций сепарационного элемента 2,Возможно расположение р дов сопловых отверстий по диаметру или по образующей цилиндрического сепарационного элемента, или по винтовой линии при условии стационарного режима истечени  жидкости.

Тепломассообменный аппарат работа . ет следующим образом

Газ через тангенциальный патрубок 6 ввода газа поступает в контактную зону аппарата, Получив вращательный импульс в тангенциальном патрубке

5

0

0

ввода, газ движетс  по винтовой траектории вдоль продольной оси аппарата . Жидкость подводитс  к соплам 5 по подвод щей арматуре 8, истекает в радиальном направлении и движетс  по направлению к  дру газового потока - к центру аппарата.

Жидкость, поступивша  в контактную зону, совершает в последней петлеобразное движение. На первой стадии этого движени  жидкость в виде струй и капель движетс  с периферии к центру аппарата, одновременно смеща сь по ходу движени  газовой фазы до тех пор, пока энергии потоков жидкости и газа станут равными. Скорость истечени  жидкости из сопел 5 подбираетс  такой, чтобы капли на первой стадии своего движени  не достигали центральной части аппарата . Это гарантирует отсутствие уноса капель через центральную часть аппарата , где центробежные силы газово- 5 го потока малы. Под действием центробежных сил газового потока кинетическа  энерги  жидкости уменьшаетс  настолько, что капли прекращают движение к  дру потока и начинают двигатьс  в направлении сепарационного элемента. Такое торможение капель вызывает их дополнительное дробление и обновление поверхности контакта, что приводит к интенсификации массо- обмена.

На второй стадии движени  жидкости (от центра аппарата к сепарацион- ным элементам) вновь образованные капли отбрасываютс  на внутреннюю стенку сепарационного элемента 2,проход т через их отверсти  и под действием гравитационных сил стекают в нижнюю часть корпуса 1 и отвод тс  к патрубкам 9 из аппарата. Отработанный газ отводитс  из аппарата через выводной патрубок 7,

Таким образом, наличие второй стадии движени  капель увеличивает интенсивность массообмена за счет до-. полнительного обновлени  поверхности контакта и увеличени  времени взаимодействи  фаз.

При выполнении сепарационного элемента секционированным с утолщенными торцами становитс  возможным облегчить монтаж и улучшить эксплуатационные качества аппарата, так как снижаетс  врем  на проведение технического обслуживани , плановых

5

0

5

0

5

и внеплановых ремонтов вследствие того, что очистка от наслоений пазов (сопел), выполненных в торцах, проще, эффективнее и занимает в несколько раз меньше времени, чем очистка отверстий, -и позвол ет примен ть механические способы очистки, например электромеханический способ очистки пазов металлической круговой щеткой , при котором врем , затраченное на техническое обслуживание аппарата практически равно времени, затрачиваемому на разборку и сборку аппарата . Примером утолщенных торцов сепа- рационных элементов может служить от бортовка кра , выполнение утолщени  литьем или механической обработкой при изготовлении цилиндра.

Наибольший эффект достигаетс , когда в предлагаемом устройстве предусмотрена ориентаци  сопел под углом к предельной оси аппарата. В этом случае направление истечени  жидкости из сопел 5 обеспечивает организацию противотока фаз на первой стадии контактировани , при котором касательные напр жени  на границе раздела фаз значительно больше, чем при пр моточном взаимодействии, а следовательно, осуществл етс  более интенсивный массообмен уже на первой стадии движени  жидкости. При этом относительна  скорость контакта фаз принимает максимальное значение,что,

в свою очередь, интенсифицирует массообмен .

Желательно, чтобы ориентирование сопел позвол ло направить жидкостной поток противоположно вектору скорости закрученного газового потока, следовательно , увеличить касательное напр жение при контактировании фаз, при этом направление движени  жидкости противоположно среднему углу подъема закрученного газового потока, что обеспечивает повышение эффективности массообмена.

Предлагаемый аппарат по сравнению с известным позвол ет повысить эффективность массообмена, уменьшить металлоемкость и габариты аппарата, об- легчить монтаж и сократить врем  на проведение плановых и внеплановых ремонтов, что улучшает эксплуатационные качества аппарата. Повышение степени извлечениг  до 96,5% позвол ет решать задачи утилизации ценных материалов и способствует запц1те окружающей среды от промышленных выбросов .

25

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, устройство ввода жидкости, устройства дл  ввода и вы- „ вода фаз, сепарационный элемент с боковой поверхностью, выполненной с отверсти ми с кольцевой отбортовкой в сторону корпуса, отличаю - щи и с   тем, что, с целью интенсификации массообменного процесса за счет увеличени  времени контакта фаз, участки сепарационного элемента в области ввода жидкости снабжены соплами, радиально ориентированными к оси аппарата.

   5

   фиг. /

   А А

   иъ. 2

   e.J

   риг.

   p(z.

   Редактор А.Шандор

   Составитель С.Баранова

   Техред М.Дидык . Корректор Л.Пилипенко

   Заказ 5917/3

   Тираж 657Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4