SU1761194A1

SU1761194A1 - Degassing device

Info

Publication number: SU1761194A1
Application number: SU904893939A
Authority: SU
Inventors: Александр Андреевич Лакомкин; Александр Васильевич Матушкин; Иван Иванович Котович; Татьяна Ивановна Лакомкина
Original assignee: Гродненское производственное объединение "Азот" им.С.О.Притыцкого
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Изобретение относитс к аппаратам химической технологии и может использоватьс в производстве минеральных удобрений дл дегазации плава карбамида от аммиака перед его гранул цией. Цель изобретени -- повышение степени дегазации и повышение производительности устройства. Дегазатор содержит корпус со слоем плава и с крышкой, патрубки ввода и вывода плава, патрубки ввода и вывода отдувочного газа. Новым вл етс размещение в устройстве струйного генератора 13, конического за- вихрител 12, которые соединены друг с другом и сообщены с пространством между рубашкой 6 и крышкой 4. Струйный генератор выполнен из полого тела 12 и сопел 15, которые выполнены из трубок переменного сечени и перфорированы отверсти ми 19. 4 з.п.ф-лы. 7 ил.The invention relates to apparatuses of chemical technology and can be used in the production of mineral fertilizers for the degassing of urea melt from ammonia prior to its granulation. The purpose of the invention is to increase the degree of degassing and increase the productivity of the device. The degasser contains a housing with a layer of a melt and with a lid, branch pipes for the inlet and outlet of the water, branch pipes for the inlet and outlet of the stripping gas. New is the placement in the device of the jet generator 13, a conical whirlwind 12, which are connected to each other and communicate with the space between the jacket 6 and the lid 4. The jet generator is made of a hollow body 12 and nozzles 15, which are made of variable section tubes and perforated with holes 19. 4 Cp f-crystals. 7 il.

Description

Изобретение относитс к аппаратам химической технологии и может использоватьс в производстве минеральных удобрений дл дегазации плава карбамида от аммиака перед его гранул цией.The invention relates to apparatuses of chemical technology and can be used in the production of mineral fertilizers for the degassing of urea melt from ammonia prior to its granulation.

Целью изобретени вл етс повышение степени дегазации и повышение производительности устройства.The aim of the invention is to increase the degassing degree and increase the productivity of the device.

Это достигаетс тем, что корпус с крышкой снабжены сообщающимис рубашками, причем патрубок ввода отдувочного газа размещен в нижней части рубашки корпуса, а крышка выполнена перфорированной однонаправленными щелевыми прорез ми, соединенными по периметру с верхним концом полых лопастей переменной ширины, образующих конический завихритель, при этом нижний конец полых лопастей выведен в струйный генератор, загубленный в слой плава и выполненный из осесимметричного полого тела, перфорированного на боковойThis is achieved in that the case with a lid is provided with communicating shirts, with the tail gas inlet fitting located in the lower part of the housing jacket, and the lid is perforated with unidirectional slit slots connected along the perimeter with the upper end of the hollow blades of variable width forming a conical swirl, the lower end of the hollow blades is brought out into the jet generator, ruined into a layer of melt and made of an axisymmetric hollow body, perforated on the side

(Л(L

СWITH

поверхности по русно отверсти ми, соединенными с соплами, выполненными в виде трубок, ориентированных свободных концом под углом вверх. Сопла перфорированы в слое плава и выполнены из трубок переменного поперечного сечени . Сопла ориентированы тангенциально к боковой поверхности полого тела. Направление крутки отдувочного газа из струйного генератора ориентировано по направлению крутки в коническом завихрителе. Корпус снабжен направл ющим усеченным конусом с меньшим основанием, направленным вниз и размещенным по высоте ниже свободного конца сопел с их перекрытием в плане,the surfaces are drawn by holes connected to nozzles made in the form of tubes oriented free end at an angle upwards. The nozzles are perforated in the water layer and made of tubes of variable cross section. The nozzles are oriented tangentially to the lateral surface of the hollow body. The direction of the twist of the stripping gas from the jet generator is oriented in the direction of the twist in the conical swirler. The body is equipped with a frusto-conical guide with a smaller base, directed downwards and placed at a height below the free end of the nozzles with their overlap in plan,

В качестве отдувочного газа может быть использован только инертный газ, наход щийс в состо нии термодинамического равновеси с плавом, т.е. если будет иметь место охлаждение плава, то начнетс кри-ч оAs a stripping gas, only an inert gas that is in a state of thermodynamic equilibrium with a melt, i.e. if cooling of the melt takes place, then a cry-h about

оabout

ЈьЈ

сталлизаци , что вызовет закупоривание выходного отверсти плава и, следовательно , аварию. При нагревании плава, частности карбамида, имеет место образование вредного компонента - биурета, что резко отрицательно вли ет на качество продукции и потому также недопустимо. Поэтому отду- вочный газ вводитс в нижнюю зону рубашки корпуса при температуре, близкой к температуре плава и, проход снаружи кор- пуса, полностью переходит в состо ние термодинамического равновеси с плавом, а затем поступает на контактирование с плавом . Это и вл етс физической основой предложенных конструктивных решений. Устройство снабжено струйным генератором , в котором направленные газожидкостные струи удар ют в стекающую пленку плава, что приводит к интенсивному капле- образованию, сопровождаемому резким повышением поверхности контакта фаз, и обеспечивает повышение степени дегазации . В устройстве образован конический за- вихритель, который одновременно проводит отдувочный газ в струйный гене- ратор и сепарирует капли плава, в том числе и мелкодисперсные, уносимые с отработанным газом, что устран ет потери плава с брызгоуносом и способствует достижению цели изобретени .stallization, which will cause plugging of the outlet of the melt and, therefore, an accident. When the melt, in particular, urea, is heated, the formation of a harmful component, biuret, takes place, which has a sharply negative effect on product quality and is therefore also unacceptable. Therefore, the stripping gas is introduced into the lower zone of the housing jacket at a temperature close to the temperature of the melt and, the passage outside the body, completely enters the state of thermodynamic equilibrium with the melt, and then enters the contact with the melt. This is the physical basis of the proposed design solutions. The device is equipped with a jet generator in which the directed gas-liquid jets strike the flowing film of the melt, which leads to intensive drift accompanied by a sharp increase in the surface of the contact of the phases and provides an increase in the degree of degassing. The device is formed by a conical swirler, which simultaneously conducts the stripping gas into the jet generator and separates the melt droplets, including fine ones, carried away with the exhaust gas, which eliminates the loss of the melt with the splash splash and contributes to the achievement of the objective of the invention.

На фиг.1 показан общий вид дегазатора , разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - сопло струйного генератора; на фиг.4-6 - варианты выполнени полого тела струйного генератора; на фиг.7 - вариант струйного генератора с неполным погружением сопел в слой плава.Figure 1 shows a General view of the degasser, the section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; on fig.Z - nozzle jet generator; Figures 4-6 are embodiments of the hollow body of the jet generator; figure 7 is a variant of the jet generator with incomplete immersion of the nozzles in the layer of water.

Дегазатор содержит корпус 1, нижн часть которого выполнена конической. В верхней части корпуса размещен тангенци- ально патрубок подвода жидкости (плава), 2, в нижней - патрубок вывода дегазированного плава 3. Сверху корпуса размещена крышка 4. Корпус и крышка снабжены рубашками 5 и 6, которые соединены друг с другом перемычкой 7. В нижней части рубашки 5 размещен патрубок подвода отду- вочного газа 8, а патрубок вывода отработанного газа 9 установлен в верхней части крышки. Крышка перфорирована оди- наковыми однонаправленными прорез ми 10, размещенными на равной высоте, Прорези соединены по периметру с верхним концом полых лопастей 11, образующих внутри корпуса конический завихритель 12. Лопасти 11 выполнены переменной ширины , уменьшающейс по длине и нижним концом вставлены в полое тело 13. Полое тело имеет осесимметричную форму и может выполн тьс в виде заглушенногоThe degasser comprises a housing 1, the lower part of which is made conical. In the upper part of the body there is a liquid supply pipe (float), 2, at the bottom - a degassed water outlet pipe 3. At the top of the case there is a cover 4. The case and the cover are equipped with jackets 5 and 6, which are connected to each other by a jumper 7. In The lower part of the jacket 5 contains the nozzle for supplying the exhaust gas 8, and the nozzle for exhaust gas outlet 9 is installed in the upper part of the cover. The lid is perforated with the same unidirectional slits 10 placed at an equal height. The slits are connected along the perimeter with the upper end of the hollow blades 11, which form a conical swirl 12. Inside the case. The blades 11 are of variable width, decreasing in length and the lower end is inserted into the hollow body 13 The hollow body has an axisymmetric shape and can be performed as a muffled

цилиндра, конуса или полусферы. Бокова поверхность полого тела перфорирована по русно отверсти ми 14, в которые тангенциально и под углом вверх вставлены сопла 15, состо щие из трубок разного поперечного сечени 16, 17 - большого и малого соответственно, которые соединены между собой коническими переходами 18. Сопла 15 могут выполнены в виде эжекторов. Трубки 17 перфорированы на боковой поверхности отверсти ми 19. Полое тело с соплами образует струйный генератор 20, который полностью или частично погружаетс в плав. В случае частичного погружени в плав свободный конец сопел располагаетс выше уровн плава, при этом отверсти 19 должны находитс в слое плава. К корпусу прикреплен направл ющий усеченный конус 21, меньшее основание которого направлено вниз и в плане перекрываетс соплами. По высоте конус 21 размещен ниже сопел 15,cylinder, cone or hemisphere. The lateral surface of the hollow body is perforated with russe-shaped holes 14, into which nozzles 15 are tangentially and at an upward angle, consisting of tubes of different cross section 16, 17 — large and small, respectively, which are interconnected by conical transitions 18. Nozzles 15 can be made in the form of ejectors. The tubes 17 are perforated on the side surface with holes 19. A hollow body with nozzles forms a jet generator 20, which is fully or partially immersed in the water. In the case of partial immersion in the water, the free end of the nozzles is located above the level of the melt, while the holes 19 should be located in the melt layer. A truncated cone 21 is attached to the body, the smaller base of which is directed downwards and in plan overlaps with nozzles. The height of the cone 21 is located below the nozzles 15,

Дегазатор работает следующим образом .The degasser works as follows.

Плав подаетс в устройство посредством патрубка 2.Благодар тангенциальному размещению патрубка 2 происходит растекание плава по внутренней поверхности корпуса 1 и гравитационное стекание в виде пленки вниз устройства. При этом происходит частична дегазаци плава за счет выделени из него физически растворенных газов. Отдувочный газ поступает в устройство через патрубок 8 и, двига сь в рубашке 5, переходит в состо ние термодинамического равновеси с плавом за счет процесса теплоотдачи от плава к газу через стенку корпуса 1. Далее газ по перемычке 7 поступает в пространство, образование рубашкой 6 и верхней крышкой 4, откуда поступает в щелевые отверсти 10, проходит внутри полых лопастей 11 вниз и поступает в полое тело 13, а из него через перфорацию 14 в сопла 15. В сопле 15 газ проходит участки трубок различного поперечного сечени . При этом, переход с трубки 16 на конический переход 18, газ ускор етс и, проход по трубке 17, скорость газа достигает максимального значени . Через .отверсти 19 происходит вовлечение плава в скоростной поток, так как отверсти 19 размещены в слое плава, и далее двухфазна смесь движетс к выходному сечению сопла. Наличие в сопле участков переменного сечени с перфорацией в зоне наименьшего сечени обеспечивает увлечение газовым потоком значительного количества плава, что повышает кратность циркул ции плава и, следовательно, способствует его более полной дегазации. За счетThe melt is fed into the device through the nozzle 2. Thanks to the tangential placement of the nozzle 2, the float spreads over the inner surface of the housing 1 and the gravitational run-off in the form of a film down the device. In this case, partial degassing of the water occurs due to the release of physically dissolved gases from it. The stripping gas enters the device through the pipe 8 and, moving in the jacket 5, goes into a state of thermodynamic equilibrium with the melt due to the heat transfer process from the water to the gas through the wall of the housing 1. Next, the gas through the bridge 7 enters the space, the formation of the jacket 6 and the upper lid 4, from where it enters the slotted holes 10, passes downward inside the hollow blades 11 and enters the hollow body 13, and from there through the perforations 14 into the nozzles 15. In the nozzle 15, the gas passes sections of tubes of different cross section. In this case, the transition from the tube 16 to the conical transition 18, the gas is accelerated and, the passage through the tube 17, the gas velocity reaches its maximum value. Through the hole 19, the melt is drawn into the velocity flow, since the holes 19 are placed in the melt layer, and then the two-phase mixture moves to the nozzle exit section. The presence in the nozzle of sections of variable cross section with perforations in the zone of the smallest cross section ensures the entrainment of a significant amount of water by the gas flow, which increases the rate of circulation of the flow and, consequently, contributes to its more complete degassing. By

по русного перфорированного полого тела 13 образуетс значительное количество струй, что развивает поверхность контакта фаз и повышает кратность циркул ции плава , обеспечива достижени цели изобретени , Двухфазна смесь вытекает из системы сопел 15, образующих струйный генератор, в виде системы струй, ориентированных под углом вверх и тангенциально к боковой поверхности полого тела 13. При достижении стру ми корпуса 1 происходит ударные взаимодействие двухфазных струй со стекающей пленкой плава. При этом происходит интенсивное дробление пленки плава и плава, содержащегос в струе. Дробление плава на капли сопровождаетс резким ростом поверхности контакта фаз и интенсивной дегазацией. Посто нное и эффективное обновление поверхности стекающей пленки плава за счет ее непрерывного возмуще- ни стру ми обеспечивает высокие локальные коэффициенты массоотдачи. Капли плава из зоны дроблени пленки движутс преимущественно под углом вверх и поступают в токе газа на конический завих- ритель 12. При этом происходит осаждение капель на лопаст х вниз в слой плава. Газ, пройд конический завихритель 12, закручиваетс , что обеспечивает центробежное осаждение мелкодисперсных капель на внутренней поверхности верхней крышки 6, откуда они под действием силы т жести стекают к лопаст м 11 и по ним вниз устройства . Отработанный газ, состо щий из отдувочного газа и выделенного из плава, плотностью освобожденный от капель плава , выходит из устройства через штуцер 9. Плав после обработки стру ми протекает по направл ющему конусу 21 и подводитс к струйному генератору 13 в его нижней части благодар тому, что по высоте конус 21 размещен ниже сопел 15. За счет того, что конус 21 перекрываетс в плане соплами 15 происходит вовлечение значительной части плава в сопла с образованием струй. Это обеспечивает высокую кратность циркул ции и глубокую дегазацию плава. Плав, не увлеченный стру ми газа, перемещаетс вниз и через патрубок 3 выводитс из устройства .a large perforated hollow body 13 forms a significant number of jets, which develops the contact surface of the phases and increases the multiplicity of circulation of the melt, ensuring the achievement of the objective of the invention. The two-phase mixture flows from the nozzle system 15 forming the jet generator in the form of a jet system oriented at an angle upwards and tangentially to the lateral surface of the hollow body 13. When the jets of the housing 1 reach, a shock interaction of two-phase jets with a flowing film of the melt occurs. When this occurs, an intense fragmentation of the film of the melt and the melt contained in the jet occurs. The crushing of the melt into droplets is accompanied by a sharp increase in the contact surface of the phases and intensive degassing. The constant and effective renewal of the surface of the flowing film of the melt due to its continuous perturbation with jets ensures high local mass transfer coefficients. The droplets of the melt from the crushing zone of the film move predominantly at an angle upwards and flow in a gas flow to a conical swirler 12. In this case, droplets are deposited on the blade x down into the melt layer. The gas passed through the conical swirler 12 is twisted, which provides centrifugal sedimentation of fine droplets on the inner surface of the upper cover 6, from where they flow under the force of gravity to the blade m 11 and down the device. The exhaust gas, consisting of the stripping gas and separated from the melt, is freed from the melt by the density, exits the device through the fitting 9. After melting, the melt flows through the guide cone 21 and is supplied to the jet generator 13 in its lower part due to the fact that that the height of the cone 21 is located below the nozzles 15. Due to the fact that the cone 21 overlaps in terms of the nozzles 15, a considerable part of the water is involved in the nozzles with the formation of jets. This ensures high circulation ratio and deep degassing of the melt. The melt, not carried away by the gas jet, is moved downwards and out of the device through the pipe 3.

Совпадение направлени движени двухфазных струй из струйного генератора 13 с направлением крутки в коническом за- вихрителе 12 обеспечивает усиление крутки газа, что способствует выделению мелкодисперсных капель и, следовательно, расшир ет диапазон эффективной работы устройства.The coincidence of the direction of motion of the two-phase jets from the jet generator 13 with the direction of twist in the conical sucker 12 enhances the twist of the gas, which promotes the release of fine droplets and, therefore, expands the range of effective operation of the device.

Выполнение полых лопастей 11 с переменной шириной вызывает ускорение газового потока от периферии (из рубашки 5) к центру и обеспечивает в струйном генераторе 13 необходимые гидродинамические услови дл равномерного поступлени газа в сопла 15, размещенные по русно, что обуславливает эффективную работу струйного генератора (высокую кратность циркул ции плава).The implementation of the variable-width hollow blades 11 causes the gas flow to accelerate from the periphery (from jacket 5) to the center and provides the necessary hydrodynamic conditions in the jet generator 13 for the gas to flow evenly into the nozzles 15, which is efficient, which causes high efficiency of the jet generator circulation of melts).

Технические преимущества изобретени заключаютс в том, что дл интенсификации дегазации используетс отдувочный газ и обеспечены услови его термодинамического равновеси с плавом, что не вызывает изменени физических свойств плава иThe technical advantages of the invention are that in order to intensify degassing, the stripping gas is used and the conditions for its thermodynamic equilibrium with water are provided, which does not cause changes in the physical properties of the water and

существенно интенсифицирует его дегазацию . Организаци процессов генерировани двухфазных струй, циркул ции плава и струйной обработки пленки плава в услови х высокоэффективной сепарации обеспечивает глубокую дегазацию и высокую производительность процесса.significantly intensifies its degassing. The organization of the processes of generating two-phase jets, the circulation of the melt and the blasting of the film of the melt under the conditions of highly efficient separation provides deep degassing and high productivity of the process.

Изобретение обеспечивает глубокую дегазацию при одновременном повышении производительности устройства.The invention provides deep degassing while improving device performance.

Claims

1. A degasser comprising a body with a layer of liquid and a lid, branch pipes for introducing and withdrawing liquid of the stripping gas, which is characterized by the fact that

increasing the degree of degassing and increasing the productivity of the process; the housing and the lid are fitted with communicating jackets; the degasser is equipped with hollow blades of variable width, installed in

housing with the formation of a conical swirl, jet generator connected to the lower end of the hollow blades, buried in a layer of liquid and made in the form of an axisymmetric hollow body with

Placed along the lateral surface on the lateral surface are openings connected to the nozzles in the form of tubes, oriented with the free end at an angle upwards, the lid is made with slotted slots connected along the perimeter with the upper end

hollow blades, and the inlet of the stripping gas inlet is located in the lower part of the housing jacket.

2. A degasser according to claim 1, characterized in that the tubes are perforated in the fluid layer and are made with a variable cross section.

3. The degasser according to claim 1, characterized in that the nozzles are arranged tangentially

to the lateral surface of the hollow body.

4. Degasser pop. 1, characterized in that the direction of the twist of the stripping gas coincides with the direction of the twist in the swirler.

5. The degasser according to claim 1, from the hub and downstream side, is directed downwards and is positioned in that the body is provided with a guide height below the free end of the nozzles with their truncated cone, a smaller base with a ceiling in plan.

one

tt

oh oh oh

Q O b (Y

oh oh oh

oh oh

".

st ".2

GO O O 0L 0 O O O O O O

about o f o o o o o o o oh

About About f About

.

About About I About About

About OJ O O L O O | С О О О

fo o o; oh oh

AT