SU1607847A1 - Массообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике проведени  процессов, протекающих при контакте газа (пара) с жидкостью в колонных аппаратах, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности. Изобретение позвол ет повысить эффективность массообмена за счет организации интенсивного соударени  потоков и равномерного распределени  жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков. Это достигаетс  тем, что в аппарате с корпусом и контактными блоками из опрокинутых усеченных конусов с убывающими диаметрами и дополнительных с возрастающими диаметрами и карманами сбора жидкости, опрокинутые и дополнительные конусы снабжены обратными конусами, расположенными на их поверхности, при этом меньшее основание блока дополнительных конусов перекрыт V - образной вставкой-карманом. У нижнего основани  блока опрокинутых усеченных конусов укреплена вогнута  поверхность. Над уровнем большего основани  блока опрокинутых усеченных конусов установлен радиальный завихритель потока. Внутри корпуса аппарата установлены концентрический переточный канал, св занный с карманами сбора жидкости, и дополнительный переточный канал, верхний конец которого соединен с V - образной вставкой. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике проведени  процессов, протекающих при контакте газа (пара) с жидкостью в колонных аппаратах, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - повышение эффективности массоо бмена за счет организации интенсивного соударени  потоков и равномерного распределени  жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков.

На фиг. 1 изображен массообменный аппарат, работающий в противоточном режиме , поперечный разрез; на фиг. 2 - аппарат, работающий в пр моточном режиме , поперечный разрез.

Массообменный аппарат содержит (фиг.1, корпус 1 с патрубками подачи газа

и жидкости, патрубками вывода газа и жидкости, контактные блоки, состо щие из чередующихс  с зазором, опрокинутых усеченных конусов 2 с убывающими диа мет- рами и дополнительных, симметрично расположенных конусов 3 с возрастающими диаметрами , а также установленные в корпусе 1 карманы 4 сбора жидкости. На внешней поверхности у больших оснований дополнительных конусов установлены обратные конусы 5. Меньшее основание блока ответных конусов 3 перекрыто V-образной вставкой-карманом 6, а опрокинутые конусы снабжены обратными конусами 7, установленными на внутренней стороне у меньших оснований . Конусы 5 и 7 могут быть перфорированы . Аппарат снабжен патрубками подачи газа 8 и жидкосги 9, патрубками выС5

О

ОО

14;

вода газа 10 и жидкости 11 и радиальным завихрителем 12 потока.

Аппарат может быть (фиг. 2) также снабжен концентрическим переточным каналом 13, св занным с карманом 4, и дополнительным переточным каналом 14. У меньшего основани  блока опрокинутых конусов 2, образующего зазор с V-образной вставкой- карманом 6, укреплена вогнута  поверхность 15, верхним концом заканчивающа с  над вы- шележа щим обратным конусом и образующа  с ним зазор. В нижней части аппарата установлено распределительное устройство , состо щее из конуса 16 и загиба 17, а между ними имеетс  проходна  щель дл  жидкости. Вместо усеченных конусов можно устанавливать усеченные пирамиды с многогранным поперечным сечением.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

При движении фаз в противоточном режиме жидкость подаетс  через патрубок 9, откуда поступает в карман 4 сбора жидкости и растекаетс  по внутренней поверхности верхнего опрокинутого усеченного конуса 2 в виде пленки. Достигнув желоба , образованного усеченным 2 и обратным 5 конусами, частично в нем накапливаетс . Друга  часть жидкости проходит через перфорации обратного конуса 7 и равномерно орошает поверхность нижележащего конуса 2 аналогично повтор   свой путь. Газовый поток подаетс  через патрубок 8 и, двига сь снизу вверх, контактирует с пленкой жидкости, текущей по перфораци м обратных кону- сов 5 и 7, дроб  жидкость на капли.

При движении фаз в пр моточном режиме газовый поток поступает в аппарат по патрубку 8 и, распредел  сь в распределительном устройстве, удар етс  о поверхность жидкости. Жидкость, заполн вша  проходное сечение, за счет действи  скоростного напора газа отжимаетс , и в проходном сечении образуетс  вакуум. Это создает эжекционный эффект, в результате которого жидкость подхватываетс  газовым потоком и дробитс  на капли с последующим образованием восход щей жидкостной пленки на внутренней -стороне нижнего дополнительного конуса 3, котора , срыва сь с торцов у меньщего основани  дополнительных конусов 3, дробитс  на капли. После этого некотора  часть жидкости попадает во внутреннюю сторону выщележащего дополнительного конуса 3 с образованием восход щей жидкостной пленки, а друга  часть образует газокапельную смесь и, проход  зазор между дополнительными конусами, в режиме нисход щего пр мотока удар етс  в обратные конусы 5. Жидкость за счет сил инерции попадает в желоб, образованный с помощью дополнительных 3 и обратных 5 конусов, а газовый поток подхватывает

некоторую часть жидкости, наход щуюс  в желобе, и устремл етс  вверх. Газожидкостный поток, поступа  в верхний блок, распредел етс  по зазорам, образованными

опрокинутыми конусами 2. Пройд  зазор, образованный меньшим основанием нижнего усеченного конуса и V-образной вставкой 6, газожидкостный поток удар етс  о зеркало жидкости, наход щейс  в У-образной вставке 6, что способствует ускоренному перетоку жидкости через переточные каналы в нижнюю часть аппарата за счет действи  напора газокапельного потока. Укрепление вогнутой поверхности 15 позвол ет организовать соударение потоков,

а именно потока, огибающего внутреннюю поверхность вогнутой поверхности 15, и потока , подающегос  через вышележащий зазор , что в целом способствует образованию высокоразвитой поверхности фаз. Попада  в

зону радиального завихрител  12, газожидкостный поток закручиваетс . Это позвол ет сепарировать жидкость из потока, после чего газ устремл етс  в патрубок 10, а жидкость отбрасываетс  к корпусу 1 аппарата с последующим поступлением

в карманы 4 сбора жидкости, откуда через переточные каналы 13 и 14 поступает в дополнительные конусы. При этом в закрученном потоке давление по сечению аппарата неодинаково. Оно возрастает от оси к периферии. Максимальное давление будет

у стенок корпуса 1. По этой причине над переточными каналами 13 и 14 давление выше , чем под переточным каналом, вследствие чего достигаетс  принудительный отвод жидкости из карманов 4.

Предлагаемый массообменный аппарат позвол ет существенно интенсифицировать массообменный процесс.

Claims (4)

1. Массообменный аппарат, включающий корпус с расположенными по высоте аппарата контактными блоками, состо щими из чередующихс  с зазором, опрокинутых усеченных конусов с убывающими диаметрами и дополнительных, симметрично расположенных конусов с возрастающими диаметрами, и карманы сбора жидкости , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса массооб- мена за счет организации интенсивного соударени  потоков и равномерного распределени  жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков, опрокинутые усеченные и дополнительные конусы снабжены обратными конусами, расположенными на внутренней поверхности у меньших оснований опрокинутых усеченных конусов и

на внешней поверхности у больших оснований дополнительных конусов, при этом меньшее основание блока дополнительных конусов снабжено V-образной вставкой-карманом , образующей зазор с меньшим основанием блока опрокинутых усеченных конусов , снабжено вогнутой поверхностью, верхним концом заканчивающейс  над выщеле- жащим обратным конусом и образующей с ним зазор.

2. Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что нижнее основание блока опрокинутых усеченных конусов снабжено вогнутой поверхностью , верхним концом заканчивающейс  над вышележащим обратным конусом и образующей с ним зазор.

3.Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что блок усеченных опрокинутых конусов снабжен радиальным завихри- телем потока, установленным над уровнем большего основани  блока.

4.Аппарат по пп. 2 и 3, отличающийс  тем, что корпус аппарата снабжен концентрическим переточным каналом, св занным с карманами сбора жидкости, и дополнительным переточным каналом, верхний конец которого соединен с V-образной вставкой-карманом .

7

V

Фиг. 1