SU1741845A2 - Массообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  процессов химического и физического взаимодействи  дл  Систем газ - жидкость. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности массообмена за счет разделени  газа и жидкости на входе в циркул ционную трубу. В аппарате установлена тарелка в форме усеченного конуса, на внутренней поверхности которой расположены изогнутые ребра, образующие криволинейные каналы с посто нной площадью поперечного сечени . Поперек каналов с зазором относительно поверхности конуса ус- тановлены зубчатые пластины с возможностью вращени  относительно горизонтальной оси, и число зубьев на пластинах увеличиваетс  по направлению к его оси 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  проведени  процессов физического и химического взаимодействи  между газом и жидкостью и может быть использовано дл  проведени  синтеза гидроксиламинсульфа- та в производстве капролактама и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт. ев NS 1426608.

Известно, что дл  эффективного проведени  этого процесса в аппарате необходимо достижение более высоких коэффициентов массопередачи и создание развитой удельной поверхности контакта фаз, что может быть достигнуто установкой мешалки.

В качестве такого устройства известен газлифтный аппарат с мешалкой, установленной в циркул ционной трубе, в котором, с целью повышени  качества целевого продукта , циркул ционна  труба выполнена из соосно расположенных обечаек, частично

перекрывающих одна другую по высоте, при этом кажда  обечайка имеет диаметр нижнего среза меньше диаметра верхнего среза , и газораспределитель расположен снаружи каждой обечайки. Аппарат обладает высокой скоростью циркул ции среды, достигаемой с помощью мешалки.

Недостаток - захват газа в циркул ционную трубу и, как следствие этого, срыв работы мешалки

К предлагаемой конструкции массооб- менного аппарата наиболее близко устройство , представл ющее собой газлифтный аппарат с мешалкой, установленной в циркул ционной трубе, состо щей из соосно расположенных обечаек и отличающий- с   тем, что, с целью устранени  попадани  газовых пузырей в циркул ционную трубу, он снабжен перфорированными конусными элементами, частично перекрывающими кольцевой зазор между циркул ционной

VJ

N

00

- ел

ю

трубой и корпусом, при этом внутренн   поверхность конусных элементов выполнена с радиально расположенными ребрами.

Однако наличие перфорации в верхнем конусном элементе, через которую в жидкость поступает дополнительное количество газа, затрудн ет его выделение и может привести к захвату его мешалкой. Так как перфораци  занимает часть площадок конусного элемента, то тем самым уменьшаетс  врем  или путь, на котором происходит выделение пузырей. Радиальное расположение ребер не способствует ускорению выделени  газа из жидкости, так как рассто ние между ребрами по направлению к циркул ционной трубе сужаетс , что приводит к увеличению скорости потока газожидкостной смеси, затрудн   процесс выделени  газа из жидкости.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности массообмена за счет разделени  газа и жидкости на входе в циркул ционную трубу.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что на внутренней поверхности конусного элемента расположены разновысотные по дли- не перегородки, которые образуют криволинейные каналы с посто нной площадью сечени , а поперек каналов с зазором относительно поверхности конуса установлены зубчатые пластины с возможностью вращени  их относительно горизонтальной оси, причем число зубьев на пластинах увеличиваетс  по направлению оси аппарата.

На фиг. 1 представлен массообменный аппарат, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - узел I на фиг.1.

Массообменный аппарат состоит из корпуса 1, расшир ющегос  в верхней части , центральной циркул ционной трубы 2, выполненной из коротких конусных обечаек , которые смонтированы одна к другой с зазором, газораспределителей 3, состо щих из горизонтально расположенных с зазором одна к другой теплообменных труб, через которые проходит газ, устройства 4 дл  ввода газа, перемешивающего устройства 5, помещенного в верхнюю обечайку циркул ционной трубы.

На внутренней поверхности конусного элемента обечайки установлены криволинейные разновысотные по длине перегородки 6, которые образуют соответственно криволинейные каналы с посто нной площадью поперечного сечени , а поперек перегородок в верхней их части расположены зубчатые пластины 7, которые имеют возможность поворачиватьс  относительно горизонтальной оси. Причем число зубьев на

пластинах увеличиваетс  по направлению к оси аппарата.

Устройство работает следующим образом .

Исходные компоненты, в качестве которых используютс  газ и жидкость, подаютс  в аппарат, причем газ направл ют в устройство 4 дл  ввода газа, через которое газ, дроб сь на пузыри, поступает в пространст0 во между корпусом и циркул ционной трубой , что приводит к образованию газожидкостной смеси. Газораспределители из теплообменных труб 3 позвол ют эффективно осуществить теплообмен, а также

5 равномерно распределить газожидкостную смесь по кольцевому зазору аппарата. Подн вшись до верхней конусной царги, газожидкостна  смесь, перелива сь через ее край, мен ет свое направление более чем на

0 90 ° и распредел етс  по криволинейным каналам посто нного поперечного сечени , образованным криволинейными перегородками 6, высота которых увеличиваетс  по мере приближени  их к переливной трубе.

5 Этот процесс сопровождаетс  отделением газа от жидкости, как вследствие изменени  направлени  движени  на 90и,так и снижени  захвата газа турбулентными пульсаци ми среды при разделении всего потока по

0 каналам по аналогии с процессом, имеющим место в гравитационных отстойниках твердой фазы.

Криволинейность канала удлин ет путь среды в них, что способствует сепарации

5 газа. Наличие зубчатых пластин 7, у которых зубь  направлены по течению и погружены в поверхностный слой газожидкостной смеси , не создает дополнительное сопротивление потоку, и приводит к отделению

0 пузырей газа из жидкости при их столкновении с зубь ми. Зубь , направленные по ходу движени  среды, уменьшают турбулентность потока, раздел   его на отдельные ламинарные струи. Изменение угла наклона

5 пластин 7 за счет их поворота позвол ет выбрать наиболее оптимальный режим сепарации газа из жидкой фазы.

Вследствие сепарации газа из газожидкостной смеси содержание его по направле0 нию к центральной трубе падает. Дл  удалени  оставшихс  пузырьков газа из движущейс  к центральной трубе газожидкостной смеси число зубьев на пластинах увеличиваетс  по направлению к оси аппа5 рата, так как при редких зубь х и малом числе пузырей часть их может проскочить между зубь ми.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Массообменный аппарат поавт. св. N 1426608, отличающийс  тем, что, с

   целью повышени  эффективности массооб- мена за счет разделени  газа и жидкости на входе в циркул ционную трубу, ребра на внутренней поверхности конусных элементов выполнены изогнутыми и разновысот- ными по длине с образованием криволинейных каналов с посто нной площадью сечени , конусные элементы снабжены зубчатыми пластинами,

   установленными с зазором к ним поперек каналов.
2. 2.Аппарат по п. 1,отличающийс  тем, что зубчатые пластины установлены с возможностью вращени  относительно горизонтальной оси.
3. 3.Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что число зубьев на пластинах увеличиваетс  по направлению к его оси.

   Продукт

   Фиг.З