SU1708379A1 - Вихревой тепломассообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  проведени  процессов тепло- и массо-обмена, может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности и позвол ет повысить зф- фективность тепломассообмена и снизить расход одного из жидких реагентов за счет различных скоростей и траекторий движе^ НИИ двух слоев пленки. Корпус снабжен дополнительной камерой вывода жидкости^ а по внутренней поверхности каждой нижней вихревой трубы нарезаны винтовые канавки и посажена втулка нижнего фа^оотделител . Кажда  нижн   вихрева  труба снабжена дополнительным фазоотделителем. охватывающим с зазором основной фазоотдели- тель и посаженным по внутреннему диаметру вихревой грубы, соедин ющим ее с дополнительной камерой вывода жидкости. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  проведени  процессов тепло- и массообмена и может быть использовано в химической , нефтехимической И других отрасл х промышленности.

Известен вихревой тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с коаксиально расположенными друг над другом с зазором верхними и нижними вихревь1ми трубами, закреплёнными в трубных решетках , и оснащенными закручивающими устройствами . и приемными камерами дл  газа и жидкости.

Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  эффективность из-за невозможности реализации вихревого плёночного

.движени  жидкой фазы и св занный с зтим высокий расход жидкой фазы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  вихревой тепломассробменный аппарат, содержащий корпус с коаксиально расположенными друг наддру гом с зазорбм верхними и нижними вихревыми трубами, закрепленными в трубных решетках и оснащенных закручивающими устройствами, приемной камерой дл  газа и приемными камерами дл  жидкости, соединенными втулками, верхние части которых выступают за зазор между верхними и нижними вихревыми трубами, а нижние расположены в этом зазоре, патрубками дл 

ввода и вывода хладагента, расположенными между трубными решетками, сепарационной камерой и камерой вывода жидкости, причем нижние вихревые трубы снабжены фазоотделител ми.

Такой аппарат позвол ет повысить эффективность процесса тепломассообмена за счет создани  вихревого пленочного движени  жидкой фазы, однако эффективность остаетс  недостаточной из-за посто нной на некоторой длине поверхности контакта слоев жидкостной пленки разных реагентов, и сохран етс  высокий расход жидкой фазы.

Цель изобретени  - повышение эффективности и снижение расхода одного из жидких реагентов за счет различных скоростей и траекторий движени  двух слоев пленки.

На чертеже изображена схема вихревого тепломассоЬбменного аппарата.

Предлагаемый аппарат содержит корпус 1 с коаксиально расположенными друг над другом с зазором верхними 2 и нижними 3 вихревыми трубами, закрепленными в трубных решетках 4-9 и оснащенными закручивающими устройствами 10. Трубные решетки отдел ют в корпусе 1 приемнук) камеру 11 дл  газа с патрубком ввода газа 12, приемные камеры дл  жидкости по числу реагентов, например дл  двух, 13 и 14 с патрубками ввода реагентов 15 и 16 соответственно , теплообменную камеру 17 с патрубками 18 и 19 дл  ввода и вывода хладагента соответственно, основную 20 и дополнительную 21 камеры дл  слива жидкой фазы с патрубками вывода жидкой фазы 22 и 23 соответственно, и сепарационную камеру 24 с патрубками дл  слива конденсата 25 и дл  отвода газа 26. На внутренней поверхности нижних вихревых труб 3 выполн ена винтова  канавка 27, на выходе установлены основной 28 и дополнительный 29 фазоотделители, последний из которых посажен по ее внутренней поверхности. Верхн   приемна  камера 13 соединена с нижней вихревой трубой 3 через втулку 30, верхн   часть которой выступает за пределы зазора между вихревыми трубами 2 и 3, а нижн   расположена в зазоре и посажена по внутренней поверхности нижней вихревой трубы 3.

Вихревой тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Жидка  фаза, например СзНе-реагент1 , и катализатор, например ССМ, подаютс  через штуцера 15 и 16 соответственно в приемные камеры 13 и 14 соответственно. Из камеры 13 жидка  фаза (реагент-1) по кольцевому зазору между вихревой трубой 2 и втулкой 30 стекает в вихревую трубу 3 в

виде кольцевой тонкой пленки, толщина которой и расход регулируютс  путем перемещени  трубы 2 в рещетке 4, и попадает на пленку жидкой фазы (катализатор), стекающей из камеры 14 по винтовой канавке 27 вихревой трубы 3; образуетс  двухслойна  пленка, стекающа  по внутренней поверхности трубы 3, с разными скорост ми и траектори ми движени  слоев, что

0 интенсифицирует тепло- и массообменные процессы между ними за счет посто нного обновлени  поверхности их контакта. Через штуцер 12 в камеру 11 подаетс  сжатый газ, например Cl2, реагент-2, который, пройд 

5 через каналы закручивающего устройства 10, размещенного в верхней вихревой трубе 2, попадает в виде закрученного газового потока в вихревую реакционную трубу 3, закрепленную в решетках 6 и 7, где вследствие наличи  центробежных сил и трени  контактирует с поверхностью жидкой фазы (реагент-1), закручива  ее, создава  волновую форму течени  на ее поверхности, интенсифициру  процесс тепло- и масообмена

5 жидкой фазы (реагента-1) с катализатором за счет .различных скоростей траекторий движени  и с газовой фазой (реагент-2) за счет волновой структуры течени , движетс  вместе с ними к сепарационной камере 24.

0 Разница траекторий движени  двух слоев пленки жидкой фазы объ сн етс  тем, что свободно движущийс  по внутренней поверхности трубы 3 слой пленки реагента-1 постепенно раскручиваетс  по мере удалени  от закручивающего устройства 10, а слой пленки катализатора не имеет такой возможности, так как его траектори  жестко задана геометрией какавки 27. Отделение наружного сло  пленки жидкой фазы ( катализатора) происходит в размещенном соосно трубе 3, посаженному л о ее внутреннему диаметру и закрепленному в решетке 8 фазоотделител  29 и удал етс  из камеры 21 через штуцер 23, а затем возвращаетс  в

5 технологический процесс, а отделение внутреннего сло  пленки жидкой фазы, т.е. продукта , реакции, происходит в соосно размещенном и закрепленном в трубной решетке 9 фазоотделител  28, при этом продукт реакции удал етс  из камеры 20 через штуцер 22, а газова  фаза, пройд  через фазоотделитель 28, попадает в сепарационную камеру 24, откуда выводитс  из аппарата через штуцер 26, а выпадающий из нее

5 конденсат и частично уносима  жидка  фаза скапливаютс  в камере 24 и периодически удал ютс  через штуцер 25. Дл  охлаждени  или нагрева вихревых реакционных труб 3 в теплообменную камеру 17 корпуса 1 через штуцер 18 может подаватьс  тепло

Claims (1)

1. Формула изобретения Вихревой тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с коаксиально расположенными друг над другом с зазором 25 верхними и нижними вихревыми трубами, закрепленными в трубных решетках и осна щенных закручивающими устройствами, приёмной камерой для газа и приемными камерами для жидкости, соединенными втулками, верхние части которых выступают за зазор между верхними и нижними вихревыми трубами, а нижние расположены в этом зазоре, патрубками для ввода и вывода хладагента, расположенными между трубными решетками, сепарационной камерой и камерой вывода жидкости, причем нижние вихревые трубы снабжены фазоотделителями с втулками, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения расхода одного из жидких реагентов за счет обеспечения различных скоростей и траекторий движения двух слоев пленки, корпус снабжен дополнительной камерой вывода жидкости, а по внутренней поверхности каждой нижней вихревой трубы нарезаны винтовые канавки и посажена втулка фазоотделителя, и каждая нижняя вихревая труба снабжена дополнительным фазоотделителем, охватывающим с зазором основной фазоотделитель, и посаженным по внутреннему диаметру вихревой трубы, и соединяющим ее с дополнительной камерой вывода жидкости.

   Реагент-2

   I