SU1542561A2

SU1542561A2 - Contact device for heat- and mass-exchange columns

Info

Publication number: SU1542561A2
Application number: SU884423273A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Ершов; Семен Корнеевич Протасов; Сергей Алексеевич Лахтанов; Владимир Алексеевич Марков
Original assignee: Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1990-02-15

Abstract

Изобретение предназначено дл химической техники и может быть использовано в абсорбционных, ректификационных и реакционных аппаратах. Целью изобретени вл етс интенсификаци процесса тепломассообмена за счет увеличени поверхности контакта фаз и за счет организации непрерывного перераспределени жидкости по сечению контактной трубы. Контактное устройство содержит по высоте коаксиальные цилиндрические обечайки, расположенные между коническими завихрител ми, установленными с зазором по отношению к внутренней стенке контактной трубы с чередующейс последовательностью вершин вверх и вниз, а в лопаст х завихрител , расположенного вершиной вниз, выполнены отверсти с пластинами и лепестками. Контактное устройство отличаетс тем, что каждый конический завихритель содержит внутри себ дополнительный конический завихритель, вершина которого расположена на уровне основани основного конического завихрител , причем перфораци в лопаст х конического завихрител , расположенного вершиной вверх, выполнена выше большого основани дополнительного конического завихрител . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention is intended for chemical engineering and can be used in absorption, distillation and reaction apparatus. The aim of the invention is to intensify the process of heat and mass transfer by increasing the surface of the contact of the phases and by organizing a continuous redistribution of fluid over the cross section of the contact tube. The contact device contains coaxial cylindrical shells located between the conical swirlers installed with a gap relative to the inner wall of the contact tube with an alternating sequence of tops up and down, and in the swirl blades located at the top downward, holes with plates and petals are made. A contact device is characterized in that each conical swirler contains within it an additional conical swirler, the top of which is located at the base of the main conical swirler, and the perforation in the blade x of the conical swirl located at the top upwards is made above the large base of the additional conical swirl. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к химической технике , в частности к аппаратам предназначенным дл тепломассообменных процессов взаимодействи парогазожидкостных систем, и вл етс усовершенствованием устройства по авт. св. № 988309.The invention relates to chemical engineering, in particular to apparatus designed for heat and mass transfer processes of interaction of vapor-gas-liquid systems, and is an improvement of the device according to the author. St. No. 988309.

Цель изобретени - интенсификаци процесса тепломассообмена за счет увеличени поверхности контакта фаз и организации непрерывного перераспределени жидкости по сечению контактной трубы.The purpose of the invention is to intensify the process of heat and mass transfer by increasing the surface of the contact of the phases and organizing the continuous redistribution of fluid over the cross section of the contact tube.

На фиг. 1 изображено контактное устройство , общий вид; на фиг. 2 - элемент лопасти дл распределени жидкости на дополнительный завихритель.FIG. 1 shows a contact device, a general view; in fig. 2 - blade element for distributing liquid to additional swirler.

Контактное устройство состоит из контактной трубы 1, внутри которой установлены конические завихрители 2, расположенные вершиной вниз, и конические завихрители 3, расположенные вершиной вверх, состо щий из цилиндрической части 4 и лопастей 5. Конические завихрители 3. расположенные вершиной вверх, содержат р д отверстий 6 в лопаст х 5, а конические завихрители 2, расположенные вершиной вниз, содержат несколько р дов отверстий 7 с пластинами 8. Между каждым коническим завихрителем 3 и завихрителем 2 размещены коаксиальные цилиндрические обечайки 9 таким образом, что они касаютс своим нижним срезом наружной поверхности лопастей 5 завихрител 3, а верхним срезом - наружной поверхности лопастей 5 завихрител 2 так, что отверсти 7 в лопаст х 5 завихрител 2 оказываютс внутри обечаек 9. а нижние концы пластин 8 наход юн в непосредственной близости от внутренней поверхности цилиндрическихThe contact device consists of a contact tube 1, inside which are mounted conical swirlers 2, located with the top down, and conical swirlers 3, located with the top up, consisting of a cylindrical part 4 and blades 5. The conical swirlers 3. located with the top up, contain a number of holes 6 in the blade x 5, and the conical swirlers 2, located apex downwards, contain several rows of holes 7 with plates 8. Between each conical swirler 3 and the swirler 2 are placed coaxial cylindrical rings. The sockets 9 in such a way that they touch the lower edge of the outer surface of the blades 5 of the swirler 3 and the upper cut of the outer surface of the blades 5 of the swirler 2 so that the holes 7 in the blade x 5 of the swirler 2 are inside the ribs 9. And the lower ends of the plates 8 are Yun in close proximity to the inner surface of cylindrical

елate

Јь Ј

слcl

оabout

14)14)

обечаек 9. Каждый конический завихри- тель 2 и 3 содержит внутри себ дополнительный конический завихритель 10, состо щий из лопастей 11, вершина которого расположена на уровне среза цилиндрической части 4 конических завихрителей 2 и 3, а основание касаетс внутренней поверхности пластин ниже отверстий 6.shells 9. Each conical swirler 2 and 3 contains inside itself an additional conical swirler 10 consisting of blades 11, whose apex is located at the level of the slice of the cylindrical part 4 of conical swirlers 2 and 3, and the base touches the inner surface of the plates below the holes 6.

Между цилиндрической частью 4 конических завихрителей 2 и 3 и внутренней стенкой контактной тр бы 1 установлены ребра 12 дл создани кольцевого зазора 13.Between the cylindrical part 4 of the conical swirlers 2 and 3 and the inner wall of the contact tube 1, fins 12 are installed to create an annular gap 13.

Газ поступает в контактную трубу 1 снизу. Жидкость подаетс сверху и в виде пленки стекает по внутренней поверхности контактной трубы 1, причем одна часть жидкости поступает в кольцевой зазор 13, а друга ее часть попадает на внутреннюю стенку цилиндрической части 4 конического завихрител 2 и в виде пленки стекает по наклонным лопаст м 5, перемеща сь от стенки к центру контактной трубы 1. При движении по внутренней поверхности лопастей 5 жидкость распредел етс через отверсти 7 с пластинами 8 на внутреннюю поверхность коаксиальных обечаек 9 и в виде пленки стекает вниз на лопасти 5 завихрител 3, по пути контактиру с газом. Стека по лопаст м 5 завихрител 3, жидкость делитс на два потока. Один поток поступает в кольцевой зазор 13, а другой через отверсти б поступает на внутреннюю поверхность лопастей Н дополнительного завихрител 10, установленного внутри завихрител 3. Стека по лопаст м 11, жидкость движетс от периферии к центру, а затем стекает на наружную поверхность лопастей И дополнительного завихрител 10, установленного внутри завихрител 2, где движетс от центра к периферии и направл етс на внутреннюю поверхность лопастей 6 завихрител 2, смешива сь с потоком, поступающим из кольцевого зазора 13. Затем процесс повтор етс . Таким образом, внутри завихрителей 2 и 3 образуетс дополнительна поверхность контакта фаз, приближенно равна поверхности лопастей 11, и организуетс непрерывное перераспределение жидкости поThe gas enters the contact pipe 1 from the bottom. The liquid is supplied from above and flows as a film along the inner surface of the contact tube 1, one part of the liquid enters the annular gap 13, and another part of it falls on the inner wall of the cylindrical part 4 of the conical swirler 2 and flows down the inclined blades m 5, moving from the wall to the center of the contact tube 1. When moving along the inner surface of the blades 5, the liquid is distributed through the holes 7 with the plates 8 onto the inner surface of the coaxial shells 9 and flows down into the blades 5 as a film avihritel 3 by contacting the gas path. A stack along the blade 5 swirl 3, the liquid is divided into two streams. One stream enters the annular gap 13, and the other through the holes b enters the inner surface of the blades H additional swirl 10 installed inside the swirl 3. Stack along the blade m 11, the liquid moves from the periphery to the center, and then flows to the outer surface of the blades And additional a swirler 10 installed inside the swirler 2, where it moves from the center to the periphery and is directed to the inner surface of the blades 6 of the swirler 2, mixing with the flow coming from the annular gap 13. Then the process n repeats. Thus, inside the swirlers 2 and 3, an additional phase surface is formed, approximately equal to the surface of the blades 11, and a continuous redistribution of the fluid along the

00

сечению контактной трубы 1 за счет посто нного изменени направлени ее движени тю радиусу. На всем пути жидкость в виде тонкой пленки контактирует с закрученнымthe cross section of the contact tube 1 due to the constant change in the direction of its movement to the radius. All the way, the liquid in the form of a thin film is in contact with the swirling

потоком газа.gas flow.

Наличие дополнительных завихрителей, установленных внутри основных конических завихрителей таким образом, что вершина дополнительного завихрител расположена на уровне основани основного завихрител , а перфораци в лопаст х конического завихрител , расположенного вершиной вверх, выполнена выше основани дополнительного конического завихрител , обеспечивает увеличение поверхности контакта фаз и организует непрерывное перераспределение жидкости по сечению контактной трубы.The presence of additional swirlers installed inside the main conical swirlers in such a way that the top of the additional swirler is located at the base of the main swirler, and the perforation in the blade x of the conical swirler, which is pointing up, is made above the base of the additional conical swirl, provides an increase in the contact surface of the phases and arranges redistribution of fluid over the cross section of the contact tube.

Использование предложенной конструкции контактного устройства по сравнению с известными позвол ет повысить эффективность тепломассообмена при хемосорбции двуокиси серы сульфитбисульфатным раствором на 50% в производстве серной кислоты за счет увеличени поверхности контакта фаз и организации перераспреде5 лени жидкости по сечению контактной трубы.The use of the proposed design of the contact device in comparison with the known allows increasing the efficiency of heat and mass transfer during the chemisorption of sulfur dioxide with a sulfite bisulfate solution by 50% in the production of sulfuric acid by increasing the surface of the contact phase and organizing the redistribution of liquid across the section of the contact tube.

Claims

1. Contact device for heat and mass flow- 0 exchange columns according to ed. St. No. 988309, characterized in that, in order to intensify the heat and mass transfer process by increasing the contact surface of the phases and organizing a continuous redistribution of fluid over the cross section of the contact tube, 5 each conical swirler is provided with an additional conical swirler installed inside it, the top of which is located at the level of the conical swirl base.

0

2. The device according to p. I, characterized in

that the perforation in the blade x of the conical swirler, which is located apex upwards, is made above the larger base of the additional conical swirler.

(rig 1

eri 2