SU1373423A1 - Промыватель - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  проведени  процессов тепломассообмена , в частности абсорбции, а также мокрой очистки газов от механических и газообразных примесей, и позвол ет интенсифицировать процесс . Промыватель содержит распределитель жидкости, выполненный в виде, цилиндрической камеры 4, ограниченной снизу конусным обтекателем 5 и сверху - переходником 6. Переходник имеет форму усеченного конуса, расположен- ног о вершиной вверх. На боковой поверхности камеры 4, обтекател  5 и переходника 6 выполнены сквозные зигзагообразные равноширокие однонаправ- прорези 7. С к корпусу размещен отражатель 9, охватывающий ци:п1ндрическую камеру, выполненный с зигзагообразным профилем и снабженный в верхней части конфузором. Патрубок подвода газа 2 размещен тангенциально и ориентирован по направлению прорезей 7, отражатель выполнен из раппобоких уголков из гидрофобного материала. Пространственные пленки жидкости, создаваемые распределителем 11, создают при прохождении газа развитую поверхность контакта фаз. Зз.п. ф-лы, 1 ил. ю (Л

Description

//со vj

ОО ND

СО

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  процессов тепломассообмена , в частности абсорбции, а такрези 7 имеют зигзагообразный профиль, такой же профиль имеют и образующиес  пленки, что увеличивает поверхность

же мокрой очистки газов от механичес- контакта газа и жидкости, и при взаиких и газообразных примесей, и может быть использовано в химической, металлургической и других отрасл х про- мьшшенности.

Цель изобретени  - интенсификаци  Q процесса (массообмена) путем увеличени  поверхности контакта фаз.

На чертеже показан промыватель, продольный разрез.

Промыватель включает корпус 1с 15 патрубком 2 подвода газа, размещенным тангенциально к корпусу, и патрубком 3 подвода жидкости. Внутри корпуса соосно установлен распределитель жидкости , содержащий цилиндрическую ка- 20 меру 4, ограниченную снизу конусным обтекателем 5, а сверху - кольцевым коническим переходником 6, размещенным верщиной вверх и жестко соединенным с патрубком 3 подвода жидкости. 25 На поверхности распределител  выполнены сквозные равноширокие зигзагообразные однонаправленные прорези 7, причем направление прорезей 7 ориен-

модействии высокотурбулизированного газового потока с зигзагообразной жидкостной пленкой массообмен интенсифицируетс  вследствие снижени  диффузионного сопротивлени  массоперада- чи путем разрушени  пограничного сло  на поверхностной границе раздела фаз турбулентными пульсаци ми газа. За счет того, что прорези 7 ориентированы по направлению крутки, создаваемой патрубком 2, газ дополнительно подкручиваетс  в пленочном завихрите- ле и, следовательно, сохран ет высо- котурбулизированное состо ние. После прохождени  пленочного конусного за- вихрител  газ входит в пространство, образованное цилиндрической камерой 4 распределител  жидкости и отражателем 9. При этом турбулизированный газ пересекают высокоскоростные капли жидкости в различных направлени х, что приводит к дополнительному турбу- лизированному перемешиванию газа диспергированной жидкостью и значительно

тировано по направлению крутки, соз-30 интенсифицирует процессы межфазного даваемой патрубком 2. С зазором 8 к корпусу 1 размещен отражатель 9, который выполнен с зигзагообразным профилем в виде равнобоких уголков 10 из гидрофобного-материала. Отража-,г мелкие капли увлекаютс  газовым потообмена . При этом крупные капли жидкости падают под давлением т жести в нижнюю часть устройства, контактиру  с газом на всем пути падени .

тель 9 охватывает по высоте камеру 4 распределител  11 жидкости и снабжен в верхнем конце конфузором 12,

Промыватель работает следующим образом .40

Газ, загр зненньш газообразными или механическими примес ми, поступает в устройство через патрубок 2. Вследствие тангенциального размещени  патрубка 2 происходит закрутка потока.с внутри корпуса 1 с образованием высокотурбулизированного  дра потока, что характеризует наличие активного гидродинамического состо ни  газа дл  осуществлени  процессов взаимодействи  в системе газ - жидкость. Поднима сь по высоте устройства, турбулизированный загр зненный газ взаимодействует с пленочным конусным завих- рителем (пространственными нисход щими пленками жидкости), создаваемым однонаправленными прорез ми 7, размещенными на поверхности конусного обтекател  5. Благодар  тому, что про50

55

ком в восход щее движение. Далее газ с капл ми жидкости проходит пленочный осевой завихритель (пространственные горизонтальные пленки жидкости зигзагообразного профил ), создаваемый сквозными прорез ми 7 на поверхности цилиндрической камеры 4 распределител  жидкости. При этом происходит взаимодействие газа с пленками жидкости, сопровождающеес  процессами массообмена и закруткой потока в прежнем направлении. Пленки жидкости, обра зуемые цилиндрической камерой 4, взаимодействуют с отражателем 9, в результате чего происходит каплеобразование, что резко увеличивает поверхность контакта фаз, при этом образовавшиес  капли движутс  со значительной скоростью, что интенсифицирует массообмен за счет уменьшени  величины пограничного сло  газа на поверхности раздела фаз, определ ющего сопротивление массопере- дачи. Благодар  тому, что отражатель

модействии высокотурбулизированного газового потока с зигзагообразной жидкостной пленкой массообмен интенсифицируетс  вследствие снижени  диффузионного сопротивлени  массоперада- чи путем разрушени  пограничного сло  на поверхностной границе раздела фаз турбулентными пульсаци ми газа. За счет того, что прорези 7 ориентированы по направлению крутки, создаваемой патрубком 2, газ дополнительно подкручиваетс  в пленочном завихрите- ле и, следовательно, сохран ет высо- котурбулизированное состо ние. После прохождени  пленочного конусного за- вихрител  газ входит в пространство, образованное цилиндрической камерой 4 распределител  жидкости и отражателем 9. При этом турбулизированный газ пересекают высокоскоростные капли жидкости в различных направлени х, что приводит к дополнительному турбу- лизированному перемешиванию газа диспергированной жидкостью и значительно

интенсифицирует процессы межфазного мелкие капли увлекаютс  газовым потообмена . При этом крупные капли жидкости падают под давлением т жести в нижнюю часть устройства, контактиру  с газом на всем пути падени .

0

с

0

5

ком в восход щее движение. Далее газ с капл ми жидкости проходит пленочный осевой завихритель (пространственные горизонтальные пленки жидкости зигзагообразного профил ), создаваемый сквозными прорез ми 7 на поверхности цилиндрической камеры 4 распределител  жидкости. При этом происходит взаимодействие газа с пленками жидкости, сопровождающеес  процессами массообмена и закруткой потока в прежнем направлении. Пленки жидкости, обра зуемые цилиндрической камерой 4, взаимодействуют с отражателем 9, в результате чего происходит каплеобразование, что резко увеличивает поверхность контакта фаз, при этом образовавшиес  капли движутс  со значительной скоростью, что интенсифицирует массообмен за счет уменьшени  величины пограничного сло  газа на поверхности раздела фаз, определ ющего сопротивление массопере- дачи. Благодар  тому, что отражатель

313

9 выполнен зигзагообразного профил  и в виде равнобоких уголков, происходит такое отра; ;ение пленок жидкости , что образовавшиес  капли движутс в разных направлени х, что позвол ет рационально заполнить капл ми зону интенсивного капельного массообмена. Выполнение отражател  9 из гидрофобного материала устран ет растекание пленок по поверхности отражател  9 и обеспечивает полное дробление пространственных пленок на капли, что способствует увеличению поверхности контакта фаз. Благодар  тому, что от ражатель 9 охватывает цилиндрическую камеру 4 распределител  жидкости, происходит локализаци  зоны массообмена на капл х в активном гидродинамическом режиме контакта фаз, физи- чески выражающегос  в том, что в это зоне образуетс  плотна  упаковка капель, в результате чего вли ние капель на процесс массооомена становитс  взаимообусловленным (т.е. кап- л  в своем движении турбулизирует пограничный слой другой капли, уменьша  его толщину и, тем самым, повыша  эффективность массообмена этой капли, и такое же воздействие испыты- вает на себе со стороны других капель ) и интенсифицированным. После прохождени  пленочного завихрител , образуемого пилиндрической камерой 4, газокапельный поток закру1П1ваетс  в прежнем направлении и пересекаетс  вновь высокоскоростными кaпл  и жидкости , разлетающимис  от отражател  9. Проход  зону конфузора 12, газожидкостный поток ускор етс  и натекает на жидкостный завихрител1)-сепа- ратор, образованный прорез ми 7, размещенными на кольцевом переходнике 6. Благодар  тому, что кольцевой переходник 6 выполнен конусным с вершиной , направленной вверх, образуетс  жидкостный конусный завихритель оптимальной ориентации. Благодар  наличию конфузора 10 газокапельный поток проходит через жидкостный завихритель- сепаратор в зоне наиболее близкого размещени  пространственных пленок с развитой поверхностью контакта фаз, что обеспечив ает инерционное высокоэффективное осаждение капель жидкости на пленках сепаратора с последующей транспортировкой капель в составе пленок завихрител  на корпус 1 устройства . При этом имеет место косой

5

34

|Q 5 20 5 0 5

5

0

5

234

удар пленок о корпус 1, что не сопровождаетс  дроблением жидкости на капли , а происходит гравитационное сте- кание отсепарированных капель пленок жидкости по корпусу 1. При этом в зоне между корпусом 1 и конфузором образуетс  гидрозатвор, откуда жидкость дренируетс  вниз благодар  тому, что отражатель 9 размещен на рассто нии (8) от корпуса 1. После прохождени  жидкостного завихрител -сепаратора газ, освобожденный от капельной жидкости и загр знений, покидает устройство .

Основные преимущества предлагаемого устройства заключаютс  в том,что газ находитс  в активном гидродинамическом состо нии в течение всего времени его пребывани  в устройстве, что существенно снижает сопротивление массопередачи, сосредоточенное в газовой фазе. При этом организован контакт активированного газа с жидкостью , наход щейс  не только в пленочном , но и в капельном состо нии, что cyiuecTBeinio увеличивает поверхность контакта и интенсифицирует мас- сообмен,

Выпо1П1ение прорезей равноширокими обеспечивает одинаковую скорость жидкости Fia в 1ходе из прорезей, при этом обеспечиваетс  дробление струй, вытекающих из прорезей камеры распределител , о корпус устройства. Поскольку траектори  именно этих струй кратчайща  и энерги  этих струй наиболее полно расходуетс  на образование новой высокоразвитой поверхности контакта фаз в виде капель, существенно увеличиваетс  поверхность массообмена .

Выполнение отражател  с зигзагообразным профилем в виде равнобокого уголка позвол ет организовать симметричное распределение капель, образующихс  при дроблении струй, в верхнюю и нижнюю зоны устройства, что позвол ет более рационально заполнить рабочий объем устройства дл  контакта фаз. Отражатель выполнен из гидрофобного материала, что устран ет растекание струй по поверхности отражател  и обеспечивает полное дробление струй жидкости на капли, чем существенно увеличиваетс  поверхность контакта фаз.

Claims (4)

1. Промыватель, включающий корпус с патрубками подвода газа и жидкости установленный внутри и соосно распределитель жидкости, содержащий цилиндрическую камеру с однонаправленными сквозными прорез ми на боковой поверхности , ограниченную конусным об- текателем снизу, и сообщенный с патрубком подвода жидкости, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса за счет увеличени  поверхности контакта фаз, он снабжен конусообразным переходником, размещенным верщиной вверх между цилиндрической камерой и патрубком подвода жидкости, и отражателем, расположенным с зазором к корпусу, охватываю цим по высоте цилиндрическую камеру распределител  жидкости, выполненным с зигзагообразным профилем и конфузором на верхнем конце, а сквозные прорези выполнены зигзагообразными и размещены на поверхности обтекател  и переходника.

2.Промыватель по п.1, отличающийс  тем, что прорези на распределителе жидкости выполнены равноширокими и однонаправленными.

3.Промыватель по пп.1 и 2, о т - личающийс  тем, что патрубок подвода газа размещен тангенциально к корпусу и ориентирован по направлению прорезей распределител  жидкости.

4.Промыватель по пп.1 - 3, о т - личающийс  тем, что зигзагообразный профиль отражател  выполнен в виде равнобоких уголков, при этом отражатель выполнен из гидрофобного материала.