SU442807A1 - Устройство дл взаимодействи газа (пара) с кольцевым вращающимс слоем жидкости - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аппара-1 там дл  осуществлени  непосредственного контактного взаимодействи  газа и щдкой среды при массо-и теплообмене в непрерывно протекающем слое жидкой среды.

Известно устройство дл  взаимодействи  газа (пара) с кольцевым вращающимс  слоем шзадкости, содержащее контактный элемент, установленный соосно, и имеющее в верхней и кней част х его патрубки ввода и вывода фаз. Недостаток устройства заключаетс  в том, что оно не позвол ет обеспечить непрерывный ввод жидкости в контактное устройство , что сникает его производительность .

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса. Она достигаетс  установкой тангенциальной в контактном элементе патрубка дл  жидкости, верхний срез которого расположен на уровне дажнего среза верхнего патрубка дл  газа. Верхний патрубок снабЕен обечайкой, образущей с ним кольцевой зазор и прикрепленной к верхнему краю контактного элемента. Внутренн   поверхность 5 верхнего патруока выполнена в виде расположенных по спирали ребер, кромки которых отогнуты в сторону контактного элемента, что позвол ет интенсифицировать процесс за

0 счет непрерывного ввода жидкости в контактный элемент.

На фш,1 - изображен продольный разрез устройства; на фиг,2 - разрез по А-А фиг,1; на фиг,3 - вид

5 сверху.

Устройство содержит контактный элемент I, патоуоок лл  вывода газа 2, патрубок 3 дл  ввода жидкости и патрубок 4 дл  слива жидкости, обечайки 5,6,Контактнйй элемент может быть выполнен в виде решетки, состо щей из лопаток 7, обеспечиващих тангенциальный ввод газа в полость контактного элемента по

5 всей окружности. Патрубок 3 дл  ввода ззщкости в контактный элемент о тангенциальным каналом, обеспечивающшл подачу шщкости в контактный элемент в направлении ввода газа. Соединение патрубка 3 с обечайкой 5 контактного элемента вьшолнено у кра  решё тки, образующей контактный элемент. Газоотвод щий патрус5ок 2 контактного элемента входит внутрь обечайки 5, образу  с внутренней поверхноотью последней кольцевой зазор. Срез газоо.тао щего патрубка расположен на уровне р.твеор.тм  дл  ввода жидкости. внутренн   поверхность газоотвод щего патрубка выполнена в виде спирального канала, направление.на вивки которого совпадает с направлением перемещени  жидкости в слое Кромки этого спирального канала наклонены навстречу движению отвод мого газа. Полость обечайки 6 служит дл  отвода кольцевого сло  жидкости и слива жидкости через патрубок 4, Так как внутренний диаметр обечайки 6 больше внутреннего диаметра газораспределительной решетки, образующей контактный элемент, перемещение кольцевого сло  жидкости осуществл етс  за пределами зоны действи  газового потока. В обечай ке 6 соосно установлен колпачок 8 конусной формы с отверсти ми в вер хней части и радиальные перегородки 9, Устройство работает следующим образом. Жидкость, поступшоца  во внутрен нюю полость контактных элементов I, закручиваетс , растека сь по внутренней поверхности обечайки 5 равномерным слоем, и стекает вниз, В зоне контактного элемента на вра щающийс  слой жидкости воздействует поток газа, проход щий через тангенциально расположенные направл ющие лопатки 7 во внутреннюю полость контактного элемента в том же направлении, как и поток жидкости . Поток газа, поступа  во вну треннюю полость контактного элемен та, поддерживает вращательное дви , женив в слое жидкости и одновремен но пересекает этот слой в тангенциально-радиальном направлении, диспергиру  его на мелкие частицы, образующие развитую поверхность контакта, Действие на частицы жидкости центробежных сил способствует лучщему уде: жанию частиц в слое фонизываемоы газовым потоком, и тем самы. обеспещ-шает возможность повышени  относительных скоростей газа и щцкости и увеличени  интенсивности теплообмена. Вследствие того, что в предлагаемом устройстве газ подают во вращаюищйс  слой шедкости тангенщйдьно . в направлении вращенЕи кольцевого сло , длина пути контакта газа и жидкости значительно увеличиваетс , Кроме того, указанное обсто тельств во и высокий градиент угловых скоростей по толщине сло  новдкости приводит к образованию вихревых жгутов между наруглой и внутренней поверхност 1.1И кольцевого сло , способству  повышбншо турбулентности сло  и лучшел(1у перемешиванию газа и жидкости. Одновременно с перемеш1ваш1ем в контактном элементе происходит центробежна  сепараци  лшдкости и газа. Газ после пересечени  кольцевого сло  жидкости движетс  вверх к газоотвод щему патрубку 2, При этом поток газа движетс  с ускорением навстречу перемещающемус  вниз кольцевому слою жидкости, активно взаимодейству  с его внутренней поверхностью по принципу противоточного теплообмена. Высока  скорость вращени  сло  жидкости на уровне среза газоотвод щего патрубка обеспечивает удержание частиц жидкости в слое и предотвращает капельный унос жидкости потоком выход щего газа. Кольцевой зазор, обеспечива  возможность вытеснени  верхней части кольцевого сло  жидкости в полость между внутренней поверхностью обечайки 5 и наружной поверхностью газоотвод щего патрубка , предотвращает вытеснение кольцевого сло  в газоотвод щий патрубок . При малых расходах жидкости.и, следовательно, низкой скорости вращени  сло  жидкости на срезе газоотвод щего патрубкт, частицы жидкости могут попасть в этот патрубок , Одвако в газоотвод щем патрубке частицы жидкости благодар  спиральным каналам с кромками под динамическим воздействием потока газа вывод тс  по этим каналам вниз и возвращаютс  в кольцевой слой. После контакта с газом кольцевой слой жидкости перемещаетс  в полость обечаШш 6 увеличенное внутреннее сечение котЪрой способствует отводу замедл щегос  во врадательном движении сло  ,дкости за пре-делами зоны действи  котока газа. прошедшего через кольцевой слой, В этой обечайке с помощью радиаль кых перегородок 9 вращательное движение жидкости преобразуетс  в поступательное и жидкость сливает .с  через патрубок 4, В полости обе чайки 6 остатки газа, содержащегос  в потоке выход щей жидкости, отдел ютс  от нее, всплыва  под действием гидростатических сил Конический колпачок 8 предохран ет от уноса случайно образующихс  под действием разр жени  в осевой зоне капель жидкости. Отверсти  в колпачке способствуют выравниванию давлений в центральной и периферийной зонах полости обечайки 6 и обеспечивают выпуск газа, вьщел ющегос  из жидкости под колпачком. .ПРЕЩМЕТ ИЗОБРЕТЕНШ I. Устройство дл  взаимодействи  газа (пара) с кольцевым вращамцимс слоем жидкости, содержащее контактный элемент, соосно установленные В верхней и нижней част х его патрубки ввода и вывода фаз, отличающеес  тем, что, с целью интенсификации процесса, в контактном элементе тангенциально устадойлен патрубок дл  жидкости, верхний срез которого расположен на уровне нижнего среза верхнего патрубка дл  газа, 2,Устройство по п,1, отличающеес  тем, что верхний патрубок снабжен обечайкой, образущей с ним кольцевой зазор и прикрепленной к верхнему краю контактного элемента, 3,Устройство по п,п, I и 2, отличающеес  тем, что внутренн   поверхность верхнего патрубка выполнена в виде расположенных по спирали ребер, кромки которых отогнуты в сторону контактного элемента.