SU1549552A1 - Контактное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам дл  осуществлени  процессов тепломассообмена и мокрой очистки газов. Цель изобретени  - интенсификаци  массообмена и повышение эффективности брызгоулавливани  за счет увеличени  поверхности контакта фаз. Устройство включает конический завихритель 14 с отбойником 15, установленный на многолопастном цилиндрическом завихрителе 10, конический патрубок 2, заход щий большим основанием в полость конической тарелки 4, и массообменный элемент в виде верхнего 6 и нижнего 7 конусов, направленных друг к другу перекрывающимис  между собой с зазором меньшими основани ми. Дл  достижени  высокоинтенсивного вибрационного движени  газожидкостного потока в торце большого основани  конуса 6 консольно закреплены радиальные стержни 9. Внутри завихрител  10 расположены цилиндроконические обечайки 11, соединенные между собой однонаправленными лопаст ми , предназначенные дл  достижени  возможности работы устройства в широком диапазоне нагрузок и более равномерной подачи потока. Конический завихритель 14 снабжен лопаст ми и консольно прикрепленными к ним нисход щими профилированными стержн ми 17. Причем стержни 17 размещены по касательной к радиальной окружности с переменным шагом, убывающим к периферии. Газожидкостный поток, стека  по лопаст м и набега  на стержни 17, приводит эти стержни в колебательное движение, турбулизирует поток и вновь диспергирует жидкость. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  осуществлени  процессов тепломассообмена и мокрой очистки газов. Оно может быть использовано в химической и смежных с ней отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - интенсификаци  массообмена за счет увеличени  поверхности контакта фаз.

На фиг. 1 изображено контактное устройство , разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - лопасть конического завихрител , частичный вид сверху; на фиг. 5 - узел подвижного элемента.

Контактное устройство включает корпус 1, внутри которого размещен конический патрубок 2 и соосно под ним массооб- менный элемент 3, выполненный из конической тарелки 4 с отверстием 5 в ее основании и двух, верхнего обратного 6 и нижнего пр мого 7, полых усеченных конусов, соосно установленных друг к другу меньшими основани ми. При этом меньшее основание конуса 7 заглублено Б полость верхнего конуса 6 с образованием между перекрытыми стенками кольцевого зазора 8, а большее основание конуса 7 выполнено зубчатым . В верхней части конуса 6 размещена насадка в горизонтальной плоскости Б виде набора радиальных консольных стержней 9. Стержни 9 профилированы, зигзагообразны в горизонтальной плоскости. На верхнем конце конического патрубка 2 размещен многолопастной цилиндрический за- вихритель 10. Внутри завихрител  10 расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещени  и свободного вращени  подвижный элемент, состо щий из цилиндроконических обечаек 11, соединенных между собой однонаправленными лопаст ми 12. При этом направление лопастей

12противоположно направлению лопастей

13цилиндрического завихрител  10. Во избежание перекосов подвижный элемент установлен на центральной оси.

На цилиндрическом завихрителе 10 установлен конический завихритель 14, соединенный верхним концом с отбойником 15. К лопаст м 16 завихрител  14 прикреплена насадка в виде пакета нисход щих консольных стержней 17, при этом нижние концы стержней 17 размещены по высоте ниже цилиндрического завихрител  10. Стержни 17 профилированы, например, зигзагообразно и ориентированы профилем в плане по касательной к радиальной окружности, и размещены по лопаст м 16 с переменным шагом , убывающим к периферии. В нижней половине лопастей 16 размещены пакеты продольных стержней 18, образующие зазор 19 друг с другом. У нижнего конца лопастей 16 крышка цилиндрического завихрител  10 перфорирована отверсти ми 20. Массообмен- ный элемент 3 размещен в отверстии 5 тарелки 4 с зазором 21.

Контактное устройство работает следующим образом.

Восход щий газовый поток поступает в устройство через внутренний нижний конус 7,

при этом газ дробит часть жидкости, стекающей в виде струек с зубчатого нижнего конуса 7, и транспортирует ее вверх с увеличивающейс  скоростью. Благодар  размещению тарелки 4 и конусов 6 и 7 с зазором 8

друг к другу происходит подача жидкости из пространства между тарелкой 4 и конусом 6 на внутреннюю поверхность конуса 7, причем в верхнюю и нижнюю его части.

Скоростной поток подхватывает ж}-:дкость с верхнего конца конуса 7 и дробит ее на

мелкие капли, создава  высокоразвитую поверхность контакта фаз. Направленный в конусе 6 газожидкостный поток натекает на стержни 9 и приводит их в вибрационное движение. Вибрирующие стержни 9

0 турбулизуют поток, диспергируют жидкость, обновл   поверхность контакта фаз. Радиальное размещение стержней 9 обеспечивает равномерное условие работы насадки и исключает отвод жидкости на периферию из зоны контакта за счет действи  массовых

5 сил, например силы т жести.

Выполнение консольной насадки позвол ет достичь высокоинтенсивного вибрационного движени  стержней 9 в зоне контакта фаз, а профилированна , зигзагообразна  форма этих стержней обеспечивает их

0 «активную поверхность. Таким образом, такое конструктивное решение позвол ет создать высокоразвитую, посто нно обновл ющуюс  поверхность контакта фаз и распределить ее рационально во всем объеме мас- сообменной насадки и конического патруб5

ка 2.

Двига сь вверх, газожидкостный поток натекает на секции цилиндроконических обечаек 11 подвижного элемента, вызыва  его подъем вверх пропорционально динами0 ческому напору. Таким образом, достигаетс  возможность работы устройства в широком диапазоне нагрузок за счет более равномерной подачи потока в завихритель 10 при сохранении в нем оптимальной скорости газа в активном проходном сечении. Пройд 

5 между секци ми, газожидкостный поток обтекает лопасти 12 и приводит подвижный элемент во вращательное движение, что способствует обновлению контакта фаз.

Газожидкостный поток выходит из под ,. вижного элемента в виде организованных струй и, поступа . в завихритель 10, удар етс  в его лопасти 13. При этом происходит дробление и части жидкости, стекающей по лопаст м 16 через отверсти  20 в верхней части. Это приводит к иктенсивно5 му диспергированию и обеспечивает высокую интенсивность процесса. Выход  из цилиндрического завихрител  10 газожидкостный поток набегает на консольные стержни 17 и приводит их в колебательное движение,

что дополнительно турбулизирует поток и вновь диспергирует жидкость. Выполнение стержней 17 профилированными и размещение их по касательной к радиальной окружности увеличивает поверхность контакта и способствует повышению зффект костн массообмена в этой зоне Размеи ние стержней 17 по лопаст м б с пергменкым шагом , убывающим к периферии, повышает равномерность работы устройства при е- ременных нагрузках по rssy и возможность расширени  диапазона эффективной рабо-ы устройства. При небольшом расходе газожидкостный поток взаимодействует со стержн ми 17 и, не достига  отбойника 15, разворачиваетс  и направл етс  в конический завихритель 14, при этом на стержн х 17 происход т одновременно процессы дроблени  и коагул ции, что обеспечивает обновление поверхности контакта фаз и ОТЕО.Г жидкости по стержн м 17 из зоны контакта благодар  размещение стержней 17 нижние концом по высоте ниже цилиндрического завихрител  10. При увеличении нагрузки включаютс  в работу все новые р ды стержней 17 и более длинные участки лопастей 16 Максимальной нагрузке соответствует работа завихрител  14 по всей длине лоластей 16. Под действием центробежных сил происходит разделение потоков. Жидкость отбрасываетс  на стенку корпуса 1 и стекает в объем между корпусом 1 и отбойником. 15 и далее на массообменный элемент, образу  контур частичной циркул ции. При этом происходит и дробление жидкости, стекающей струйками с вышележащего контактного устройства.

В нижней части лопастей 16 происходит накопление жидкости в зазоре 19 между стержн ми 18. Наличие стержней 18, прикрепленных к лопаст м 16, обеспечивает создание продольных гидродинамических застойных зон с отводом жидкости по зазорам 19 вниз и далее через отверсти  20 на орошение лопастей цилиндрического завихрител  10, что создает дополнительный контур циркул ции.

Проконтактировавший газ поднимаетс  на вышележащую ступень контактного устройства , где процесс повтор етс , а жидкость стекает зниз аппарата

Преимуществом устройства  вл етс  более эффективна  работа в услови х, когда сопротивление массопередаче сосредоточено в газовой фазе, что достигаетс  введением в рабочий объем устройства двух зон с консольными вибрирующими профилированными стержн ми. Кроме того, наличие двух контуров циркул ции жидкости в устройстве позвол ет повысить эффективность массо- передачи дл  сред, в которых диффузионное сопротивление сосредоточено в жидкой фазе благодар  увеличению времени контакта фаз. Расширение иап чопа э&фекгие ной работы, сопровождающеес  повышением про .зводителоиостн строкгтв  достигаетс  секционным подвижны1 .lev.enrov и стер- наездкой конического авихрител , что ошжае-. габариты устройств и o6tuie- чивает высокую -ехлсгогнческую эффективность и дех юсТ|з рабо,.- устройства при

колебани х нзг,лзс1л г -. газочон фазе

Claims (4)

1.Контактное устройство, содержащее 5 корпус, тзоелху, конический патрубок над

ней, многолопастный цилиндрический завихритель , размеренный в верхней части конического патрубка, ко: кческг.к гзихрг гел,. размещенный н цил.щдрическом завихри геле , отбойник, oi ,и гиющсес ю-- , м-о, с целью ичт ксифика -.и vaccc/тбменг з сче чвели- чсни  поверхности контакта фа , оно снабжено массообуеьньм э-сменто-.. вы ным в видг пр мого и обратною ; нь.х конусов, размещенных с за; лубчением

5 нижнего меныииу оснонанчек в верхний с образованием зазора, ооосным  цити: д|ю-о- ническими обечайгзмн, соединенными посредством однонаправленных лопастей и размешенными во .-ierw пространство цилиндрического зачихрител  с возможностью

С свободного вращательного и возврагно- поступательного геремещеми , наборами стержней расположенными соответственно в большем основании верхнею конуса горизонтально , в основании лопастей конического завихрктел  с зазорами между стержн ми

5 радиально и по обрезу лопастей конического зазихрител  с закреплением стер/кней в вертикальных плогхост х, гри этсм -аре т к выполнена в виде обратного конуса с от- верстием в основании, массообменный эле0 мент размещен в отверстии тарелки с зазором , а вертикальные стержни набора конического завихрител  закреплены консольно и выполнены профилированными.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, 5 что профилированные стержни набора конического завихрител  закреплены по обрезу лопастей с убыванием шага между ними к периферии

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что лопасти цилиндрических обечаек ориентированы противоположно лопаст м цилиндрического завихрител .

4.Устройство по пп. 1-3, отличающеес  тем, что нижний конус массообменного элемента выполнен .убчатым по периметр) большего основани 

А -А

ffu В

фиг.З

17

(р(/5.2

16

/7

17

фигА

ty Ј ту/ а / /-..

№

X//