SU1503867A2 - Контактное массообменное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контактным массообменным устройствам и может быть использовано на предпри ти х химической, металлургической и других отрасл х промышленности , в частности, дл  очистки газа от жидких аэрозолей. Цель изобретени  - повысить производительность за счет увеличени  верхнего предела критической скорости газа при одновременном снижении эксплуатационных затрат. Контактное массообменное устройство состоит из конфузора, диффузора, конфузорно-диффузорного сужени , форсунки, завихрител , лопаток, полого обтекател , патрубка вывода газожидкостной смеси, корпуса сепаратора, внутри которого установлена цилиндрическа  обечайка циркул ционного канала, верхнего отбойного конуса, прикрепленного к патрубку вывода очищенного газа, нижнего отбойного конуса, гидрокармана, кольцевого порога, переточных каналов, соедин ющих гидрокарман с полым обтекателем. 2 ил.

Description

Изобретекие относитс  к контактным массообменным устройствам, может быть использовано на предпри ти х химической, металлургической и других отрасл х промышленности , в частности, дл  очистки газа от жидких аэрозолей и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1243783.

Цель изобретени  - повышение производительности устройства за счет увеличени  верхнего предела критической скорости газа при одновременном снижении эксплуатационных затрат.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Контактное массообменное устройство содержит конфузор 1, диффузор 2, между которыми размеш.ено конфузорно-диффузор- ное сужение 3 с размешенными в нем форсунками 4. В диффузоре 2 установлен конический лопаточный завихритель 5, лопатки 6 которого установлены тангенциально или

под некоторым углом к образующейс  поверхности . Установкой лопаток б завихрител  5 под углом вс друг к другу создают межлопаточные каналы конфузорного профил . К меньшему основанию 7 завихрител  5 прикреплен полый конусный обтекатель 8, при этом площадь поперечного сечени  конфузорно-диффузорного сужени  3 равновелика плошади проходного поперечного сечени  в месте креплени  конусного обтекател  8 к завихрителю 5. Большее основание 9 завихрител  5 расположено в плоскости наибольшего поперечного сечени  диффузора 2, при этом площади их равны по величине. Здесь же установлен .патрубок 10 выхода газожидкостной смеси. Внешн   бокова  поверхность завихрител  5 образует с внутренней боковой поверхностью диффузора 2 кольцевой канал переменного поперечного сечени , уменьшающегос  по направлению от меньшего основани  7 завихрител  5 к большему основанию 9, а внешн   бокова  поверхность коgri

Од 00

о ч

иусмого обтекател  8 образует с внутренней боковой поверхностью диффузора 2 кольцевой канал неременного поперечного се- , при этом площади круговых ноне- речпых сечений диффузора 2 увеличиваютс  в направлении от конфузорно-диффузорно- го сужени  3 но вершины обтекател  8, рас- ноложеппой вне его плоскости, а площади кольцевых поперечных сечений кольцевого капала от вершины обтекател  8 до места креплени  обтекател  к завихрителю 5, т.е. до меньше1Ч) основани  7 конического за- вихрител , уменьн1аютс .

С диффузором 2 соосно соединен корпус 11 сепаратора, в верхней части которого размешен патрубок 12 отвода очищенного аза, а в нижней. - патрубок 13 отвода Н1лама. Во внутренней части корпуса I 1 сепаратора также соосно установлена ка1 леулавливающа  цилиндрическа  обечайка 14, образующа  с корпусом 11 сепаратора канал 15 дл  циркул ции орошающей (промывной) жидкости. К патрубку 12 отвода очищенного газа нрикреплен верх- 1П1Й отбойный конус 16, а нижний отбойный конус 17 прикреплен к корпусу 1 сепаратора 1 размеп1,ен в его нижней части над карманом 18, образованным кольцевым по- poi OM 19, нрикре 1ленпым к диффузору 2, и патрубкам 10 выхода газожидкостной с.ме- си. Карман 18 соединен переточными каналами 20 с полым обтекателем 8, в котором вмонтирована форсунка 4, при этом форсунок может быть н несколько. ,

Устройство работает следующим образом .

Газ, включающий аэрозоли, подают через кон(1)уз()р 1 и конфузорно-диффузорное сужение 3 в диффузор 2, откуда он поступает в корпус 11 сепаратора, где в поле цептробежпых сил жидкие аэрозоли отдел ютс  от 1 аза и в виде пленок стекают по внутренней и наружной поверхност м капле- у,:1авливающей цилиндрической обечайкой 14 в карман 18, откуда жидкость по нере- точным каналам 20 поступает в полый обтекатель 8 и через дренажную орошаемую форсунку 4 подаетс  на диффузор 2. Газо- жндкост1П51Й поток попадает при это.м в зону , образованную конфузорно-диффузор- ным сужением 3 н меньшим основанием 7 конического завихрител  5, в которой поток сначала расщир етс , а затем сужает с , в результате чего газожидкостнь й ноток получает турбулизующий импульс, распростран ющийс  в  дро потока, переме- пп1ва  н|)н этом газожидкостную смесь и первоначально промыва  газовый поток.. Затем газожидкостный поток поступает в кольцевой канал между завихрителем 5 и диффузором 2, обеснечиваюнд.ий изокине- тичность нотока -но длине всего этого канала и изокинетичный вход в межлопа

5

точные каналы по всей их высоте. При этом турбулентные пульсации, полученные в зоне размещени  обтекател  8, не затухают по всей длине этого канала. На входных кромках лопаток 6, расположенных на внешней боковой поверхности завихрител  5, образуютс  пристеночные вихри, также тур- булизирующие поток. При входе в межлопаточные каналы конфузорного профил  поток получает дополнительный турбули- зирующий импульс. Выход  из межлопаточных каналов на внутреннюю поверхность лопаток 6, струи газожидкостного потока соудар ютс  под углом друг к другу, в результате чего происходит наложение струй,

5 при этом стру , истекающа  из каждого межлопаточного канала, испытывает динамическое давление такой же струи, истекающей из предыдущего канала по направлению завихрени  нотока. Это также способ ствует образованию межфазной турбулентности , приводит к повышению массообмена и эффективности очистки газа. Образовавша с  в результате вращени  пленка жидкости , включающа  аэрозоли, поднимаетс  по внутренней периферийной поверхности конического завихрител  5 и поступает в сепаратор, куда одновременно из центральной части конического завихрител  5 поступает газ. В ноле центробежных сил пленка жидкости дегазируетс  на внутренней поверхности канлеулавливающей цилиндрической обечайки 14. При малых скорост х газа вс  пленка стекает по этой поверхности в карман 18, откуда по переточным каналам 20 ноступает в полый обтекатель 8, а оттуда в форсунку 4. При скорост х газа

г выще 10 м/с, обеспечивающих новыщение производительности устройства, часть жидкости транспортируетс  вверх (происходит интенсивный вторичный унос жидкости с газом). Эту жидкость улавливают отбойным конусом 16 и направл ют в циркул  ционный канал 15, из которого с помощью отбойного конуса 17 направл ют в карман 18, откуда ее по переточным каналам 20 направл ют в полый обтекатель 8, после чего с. помощью форсунки 4 жидкость вновь

5 подают на орошение (промывку) газового потока, включающего аэрозоли. По мере захвата новых жидких аэрозолей орошающей жидкостью уровень жидкости в кармане повышаетс . Увеличиваетс  ее напор и расход через форсунки. При достижении

0 уровнем жидкости кромки кольцевого порога 19, расход жидкости стабилизируетс , а ее избыток переливаетс  через кромку, при этом жидкость вывод т из аппарата через патрубок 13 отвода шлама. Регулиру  высоту кольцевого порога, устанавливают необходимый расход орошающей жидкости. Очищенный газ вывод т через патрубок 12 отвода очищенного газа.

0

Устройство после запуска быстро выходит на стационарный режим, когда расход орошающей жидкости не зависит от содержани  ее в поступающем газе.

5 Экспериментальна  проверка данного

устройства показала, что вторичный унос жидкости начинаетс  при скорости газа в устройстве выще 15 м/с, т.е. критическое значение верхнего предела аксиальной ско- .-. рости газа в сепарационной зоне, выше которого происходит вторичный унос жидкости с газом, повышаетс  до 15 м/с, за счет чего обеспечиваетс  повышение производительности данного устройства в 1,5 раФормула изобретени  Контактное массообменное устройство по авт. св. № 1243783, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности за счет увеличени  верхнего предела критической скорости газа при одновременном снижении эксплуатационных затрат, сепаратор снабжен цилиндрической обечайкой, установленной внутри корпуса, верхним и нижним отбойными конусами, из которых верхний прикреплен к патрубку выхода очи- шенного газа, а нижний - к корпусу сепаратора , и кольцевым порогом, установленным в нижней части сепаратора и прикрепленным к диффузору, при этом кольза . Кроме того, использование этого уст-15 цевой порог образует с патрубком выхода

ройства позвол ет исключить в узле очист-газожидкостного потока карман, а полый

кн газа внешнюю систему орошени , вклю-обтекатель снабжен дренажными форсунчающую сборник орошающей жидкости, на-ками и переточными каналами, соедин юеосное оборудование и коммуникации;.щими его с карманом.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Контактное массообменное устройство по авт. св. № 1243783, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности за счет увеличени  верхнего предела критической скорости газа при одновременном снижении эксплуатационных затрат, сепаратор снабжен цилиндрической обечайкой, установленной внутри корпуса, верхним и нижним отбойными конусами, из которых верхний прикреплен к патрубку выхода очи- шенного газа, а нижний - к корпусу сепаратора , и кольцевым порогом, установленным в нижней части сепаратора и прикрепленным к диффузору, при этом коль

   2

   1

   /5 /

   11

   фиг. 1

   Фиг. 2