SU1360756A1

SU1360756A1 - Heat-mass exchange apparatus

Info

Publication number: SU1360756A1
Application number: SU864100170A
Authority: SU
Inventors: Виталий Яковлевич Стороженко; Виталий Юрьевич Шкарупа; Сергей Анатольевич Ивченко
Original assignee: Сумский филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1987-12-23

Abstract

Изобретение относитс к аппаратам дл проведени тепломассообменных процессов . Цель изобретени - интенсификаци процесса массообмена за счет неоднократного обновлени поверхности контакта фаз при сочетании пленочного и капельного режимов . .Аппарат содержит корнус 1, в котором установлен вал 2 с таре,1ками 3, на которых радиально установлены контактные трубки 6 и перегородки 5, раздел ющие ее на кольцевые секции 4. Внутри контактных трубок укреплены завихрители. Контактные трубки 6 укреплены в перегородках 5. 3 ил. со С5 о ел оThe invention relates to apparatus for carrying out heat and mass transfer processes. The purpose of the invention is to intensify the process of mass transfer due to repeated renewal of the contact surface of the phases with a combination of film and drip modes. The apparatus contains a cornus 1, in which the shaft 2 is installed with a container, 1 chambers 3, on which contact tubes 6 and partitions 5 are radially mounted, dividing it into ring sections 4. Inside the contact tubes, swirlers are fixed. Contact tubes 6 reinforced in partitions 5. 3 Il. from C5 o ate about

Description

Изобретение относитс к конструкци м роторных аппаратов центробежного действи дл проведени процессов тепломассообмена между газом (паром) и жидкостью и может быть применено в химической, нефтегазовой отрасл х промышленности.The invention relates to the design of centrifugal rotary apparatuses for carrying out heat and mass transfer processes between gas (vapor) and liquid and can be applied in the chemical, oil and gas industries.

Цель изобретени - интенсификаци процесса массообмена за счет неоднократного обновлени поверхности контакта фаз при сочетании пленочного и капельного режимов .The purpose of the invention is to intensify the process of mass transfer due to repeated renewal of the contact surface of the phases with a combination of film and drip modes.

На фиг. 1 изображен тепломассообмен- ный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - тарелка с кольцевыми секци ми, в которых укреплены контактные трубки; на фиг. 3 - расположение трубок в кольцевых секци х тарелки, план.FIG. 1 shows a heat and mass transfer apparatus, a longitudinal section; in fig. 2 - plate with annular sections, in which contact tubes are fixed; in fig. 3 - arrangement of tubes in the annular sections of the plate, plan.

Тепломассообменный аппарат содержит вертикальный корпус 1 с установленным в нем валом 2. На валу укреплены тарелки 3, на которых в виде кольцевых секций 4 в перегородках 5 радиально смонтированы контактные трубки6.The heat and mass transfer apparatus contains a vertical body 1 with a shaft 2 installed in it. On the shaft there are plates 3 fixed on which contact tubes are radially mounted as annular sections 4 in partitions 5.

Верхн часть тарелок 3 имеет неподвижные кольца 7, которые с неподвижными коническими направл ющими 8 дл жидкости, укрепленными на корпусе 1, образуют гидравлический затвор. На корпусе 1 вьпюлнены патрубки 9-13 дл ввода исходной смеси, входа пара (газа), вывода высококип щего .компонента, вывода пара (газа), подачи флегмы соответственно . В трубках 6 установлены завихрите; и 14.The upper part of the plates 3 has fixed rings 7, which, with fixed conical guides 8 for liquid fixed on the housing 1, form a hydraulic lock. On housing 1 pipes 9–13 were inserted for introducing the initial mixture, steam (gas) inlet, withdrawing high-boiling component, vapor (gas) outlet, and refluxing, respectively. In tubes 6 swirl installed; and 14.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.Heat and mass transfer apparatus operates as follows.

Питание по жидкости производитс через патрубок 9. По неподвижной конической направл юплей 8 исходна смесь попадает на тарелку 3, на которой в виде кольцевых секций 4 в перегородках 5 радиально установлены контактные трубки 6 с винтовыми завихрител ми 14 газа. При вращении вала 2 жидкость, наход ща с па тарелке 3, под действием возникшей при этом центробежной силы движетс радиально от вертикальной оси аппарата и прижимаетс к перегородка.м 5. При этом на каждой тарелке образуетс гидрозатвор при заполнении жидкостью зазора между кольцами 7 тарелок 3 и неподвижных конических направл ющих 8. Жидкость также попадает в контактные трубки 6 и под действием центробежных сил в виде пленки движетс по внутренней поверхности трубок.The liquid is supplied through a pipe 9. A fixed conical direction 8 of the initial mixture gets onto the plate 3, on which contact tubes 6 with screw gas swirlers 14 are radially mounted as annular sections 4 in partitions 5. When the shaft 2 rotates, the fluid located on the plate 3, under the action of the centrifugal force that has arisen, moves radially from the vertical axis of the apparatus and presses against the partition m 5. At this, a hydraulic seal is formed on each plate when the gap between the rings 7 of the plates 3 is filled with liquid and fixed conical guides 8. The liquid also enters the contact tubes 6 and under the action of centrifugal forces in the form of a film moves along the inner surface of the tubes.

Навстречу жидкости движетс пар, за- вихр емый винтовыми завихрител ми 14.A vapor swirled by screw vortexes 14 is moving towards the liquid.

При этом пар формирует на поверхност х контактных трубок пленку жидкости одинаковой толщины по сечению трубки. При контакте жидкости и пара происходит интенсивный массообмен (массообмен происходит при противотоке фаз). Турбу- лизируемый завихрител ми паровый поток способствует интенсивному перемешиванию жидкости и обновлению поверхности контакта фаз. Проход таким образом через контактные трубки всех секций тарелки жидкость стекает по конической направл ющей 8 и попадает на нижележащую тарелку. Интенсивный массообмен проис.ходит также и в промежутках .между кольцевыми секци ми с трубками на тарелке.In this case, the vapor forms on the surfaces of the contact tubes a liquid film of the same thickness over the cross section of the tube. At the contact of liquid and steam, an intensive mass transfer occurs (mass transfer occurs during countercurrent of phases). Vapor flow turbulized by swirlers promotes intensive mixing of the fluid and renewal of the contact surface of the phases. Passing through the contact tubes of all the sections of the tray in this way, the liquid flows along a conical guide 8 and falls on the underlying plate. Intensive mass transfer also occurs in the spaces between the annular sections and the tubes on the plate.

При выходе из контактной трубки жидкость диспергируетс на капли и движетс уже в виде капель на следующую секцию тарелки. При этом значительно увеличиваетс поверхность контакта фаз, увеличива тем самы.м интенсивность массообмена . Пар, пройд через все тарелки, обогащенный низкокип щим компонентом, выводитс из аппарата по патрубку 12. Флегма подаетсй в аппарат по патрубку 13. По патрубку 11 из аппарата вводитс жидкий высококип щий компонент.At the exit of the contact tube, the liquid is dispersed into droplets and moves already in the form of drops to the next section of the tray. In this case, the contact surface of the phases significantly increases, thereby increasing the intensity of mass transfer. The steam passing through all the plates enriched with a low-boiling component is withdrawn from the apparatus through nozzle 12. Phlegm is fed into the apparatus through nozzle 13. A high-boiling liquid component is introduced through nozzle 11 from the apparatus.

Использование предлагаемого устройства позвол ет увеличить поверхность контакта фаз каждой ступени в 2-3 раза по сравнению с известным устройством, что значительно интенсифицирует процесс массообмена и позвол ет уменьшить количество ступеней контакта в аппарате, вследствие чего по вл етс возможность уменьшить габариты аппарата в целом, что существенно упрощает ремонт, снижает материалоемкость аппарата и расход энергии при его эксплуатации.The use of the proposed device makes it possible to increase the contact surface of the phases of each step by a factor of 2-3 compared with the known device, which greatly intensifies the process of mass exchange and reduces the number of contact steps in the apparatus, resulting in the possibility of reducing the overall dimensions of the apparatus, which significantly simplifies repairs, reduces the consumption of materials of the apparatus and energy consumption during its operation.

Claims

Invention Formula

Heat and mass transfer apparatus containing a vertical case with plates mounted on the shaft with radially arranged contact tubes, gas and liquid inlets and outlets, characterized in that, in order to intensify the process of mass exchange due to repeated renewal of the contact surface of the phases when combined film and drip modes, each plate is provided with partitions dividing it into annular sections spaced apart from each other, and contact tubes are located in partitions.

Lt,

// IV-. U:

- / W. - у-п с -jr k; / X | У.УЛ

/

. - y-n with X | W.UL

/

/ four

/3.2

Editor P. Gereshi Order 5778/8

VNIIPI USSR State Committee on Inventions and Discoveries

113035, L1oskva, F - 35, Raushsk nab., 4; 5 Production and Printing iredprite, Uzhgorod, ul. Project, 4

.

Compiled by S. Baranov

Tehred I. Herescorrector L. Pilmpenko

Circulation 657 Subscription