SU791401A1 - Аппарат с насадкой - Google Patents

Description

(54) АППАРАТ С НАСАДКОЙ

Изобретение относитс  к массообмен ным и мокрым газоочистным аппарата а более конкретно- к аппаратам с подвижной (взвешенной, псевцоожижеиной, турбулентной, колеблющейс , движущейс  и пр.) насадкой, наход щим применение дл  осуществлени  процессов абсорбции и пылеулавливани  в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической, пищевой, металлургической, горно-добывающей , целлюлозно-бумажной и других отрасл х промышленности. Известен массообменный аппарат со взвешенной орошаемой насадкой, включающий вертикальный корпус с насадкой из легких тел, расположенных над опорной решеткой и взвешиваемых под дейст вием газового потока, движущегос  ввер и жидкости, подаваемой установленным над ограничительной решеткой ороситепем IIL . В них достигаетс  высока  эффективность процессов массообмена и пылеулав ливани  благодар  беспор дочному цвиже нию элементов насадки, crIocoбcтвyющe iy турбулизации газожидкосгного потока, тем самым развитию поверхлости контакта фаз. При этом достигаютс  высокие скорости газа и жидкости. Турбулизованное движение элементов насадки способствует самоочищаемости насацки и внутренних поверхностей аппарата и делает аппарат пригодным дл  обработки газов и жидкостей при наличии гвераых примесей и осадков. Однако в аппаратах со взвешенной -насадкой вследствие беспор дочного движени  насадки возможны прорывы, проскоки газов и жидкостей особенно при больших поперечных сечени х, а также значительное продольное перемешивание жидкости. Все эти факторы преп тствуют повышению эффективности проводимых процессов. Кроме того, они имеют высокое гидравлическое сопротивление, так как энерги  газового потока затрачиваетс  частично на бесполезный подъем насадки.

Известен массообменный аппарат с на- сацкой из полых гел, шаров и перфорированных конусов, закрепленных жестко или свободно на вертикальных или горизонтальных жестких стержн х. В них несколько снижены прорывы газов, но вследствие жесткости стержней и ограниченности движени  элементов насадки не достигаетс  турбулизаци  газожидкостного потока. Кроме того, они подвержены забиванию твердыми примес ми ГзТ.

Известен массообменный аппарат, включающий корпус, межау стенками или решетками которого нат нуты гибкие струны со свободно насаженными телами, совершающими поД действием газожидкост- него потока продольные и поперечные колебани  з1.

В данном техническом решении обеспечиваютс  высокие скорости газа и жидкости и низкое продольное перемешивание жидкости по сравнению с аппаратами со взвешеной орошаемой насадкой.

Недостатком этого объекта  вл етс  то, что жесткое крепление концов струн между стенками и решетками ограничи вает их поперечные колебани , тем самым преп тствует дальнейшей турбулизации газожидкостного сло . Турбулизаци  сло  достигаетс  в серецине струн, где наблюдаютс  наибольшие амппитуцы колебани . Практические отсутствует вибраци  сло  в вертикальном направлении. Кроме того, наличие решеток приводит к повышению гидравлического сопротивлени  и увеличе™ . нию брызгоуноса из верхней решетки, что преп тствует повышению скор)ости газа. Нижн   решетка и низ KOJioHHbi подвержены отложению осадка, так как в эти зоны аппарата поступают наиболее запыленный газ и загр зненна  жидкость. К недостаткам этого аппарата можно отнести неравномерное распределение жидкости по поперечному сечению, а также сложность изготовлени , заключающа с  в двухстороннем креплении струн к решеткам, что затрудн ет также отдельный монтаж тарелок . Крепление струн с насадкой к решеткам необходимо проводить, внутри аппарата , что очень сложно.

Целью изобретени   вл ютс  ннгенси- фикаци  процесса, снижение энергетических затрат, трудоемкости изготовлени  и -предотвращение забиваемости твердыми примес ми.

Дл  достижени  этой цели в аппарате имеющем вертикальный корпус,, гибкие струны закрегшены коксольно с двух; стск роч опорной решетки. При последнем ва

рианте технического решени  огпадает необходимость в опорно-крепежной решетке .

Опорна  решетка снабжена упругим элементом, прикрепленным к струнам, сферическим шарниром, в котором закреплены насадочные тела.

Насадочные тела могут быть расположены с обеих сторон струн эксцент- рично, выполнены в виде дисков, нанизанных на струны под углом к их оси. Насадочные тела выполнены из упругого материала .

Свободные (незакрепленные) концы струн распо.ложены под штуцером дл 

входа орошаемой жидкости, а при осуществлении процессов очистки газов от твердых примесей напротив штуцера дл  входа запыленного газа. Аппарат снабжен 0 ограничительной решеткой с диаметром отверстий, большим диаметра насадочно- Го тела.

На фиг. 1 показан общий вид колонного аппарата в разрезе, где показано креп- 5 ление гибких струн к опорно-крепежной решетке; на фиг. 2 - часть рабочей зоны колонны с изображением креплени  струн к ее корпусу; фиг. 3 - вариант креплени  струны к опорно-крепежной решетке 0 через упругие элементы; на фиг. 4 - вариант креплени  струн к опорно-крепежной решетке через сферический шарнир; на фиг. 5 - то же к корпусу; фиг. 6 вариант эксцентричного креплени  наса- дочных тел; фиг. 7 - вариант краплени  насадочных тел наклонно к оси струн; фиг. 8 - вариант установЛи ограничительных решеток дл  вертикальных струн; на фиг, 9 - то же дл  горизонтальных струн.

Массообменный аппарат имеет вертикальный корпус 1, штуцера дл  входа 2 и выхода 3 газа, дл  слива 4 отработанного абсорбента или шлама, штуцер 5 дл  орошаемой жидкости, опорно-крепежную решетку 6, гибкие струны 7, выполненные , например, из пластмассовых прутков диаметром 4-10 мм, пластмассовых или резиновых армированных тру- бок и т. д. На струны нанизываютс  насадочные тела 8 на рассто нии друг от друга, превышающем их диаметр или ширину . Расположение струн и насадочных тел близко друг к другу приведет к повышению жесткости струн и уменьшению пространства дл  колебани , а также повышению гидравлического сопротивлени . При больших рассто ни х насадочных тел и струн друг от друга возможны проскоки газа и жидкости. Проведетгаые испытани  показали, что наиболее оптимальное рассто ние между насадочными телами в про дольном сечении должно составл ть 4 5 диаметра или ширины насадочного тела а между струнами 2-3 диаметра или ширины насадочного тела. Насадочные тела могут иметь различные формы и изготовлены из любых материалов, предпочтительно из упругих материалов, например из резины. При этом обеспечиваетс  простое и надежное соединение: струна-наса- дочные тела за счет их упругости, что позвол ет исключить различные крепежны фиксаторы. Гибкие струны могут быть изготовлены совместно с насадочными телами , например формованием резиновых сме сей. Струны с опорно-крепежной решеткой или корпусом аппарата соедин ютс  при помощи упругих элементов °9, например пружинами, и сферических шарниров 10. Насадочные тела на струне могут крепить с  соосно, но предпочтительно-эксцентрич но. Тела в виде пластины или дисков к горизонтальной струне лучше крепить наклонно под углом ЗО-ЗО. Ограничительные решетки необходимо изготовл ть в виде, крупно чеистых сеток, желательно из прутков диаметром 3-10 мм со свободным сечением 80-95%. Массообменный аппарат с колеблющейс  насадкой работает следующим образом. Под действием напора газового потока поступающего снизу,происходит колебатель ное движение гибких струн с насадкой S относительного своего первоначального положени . Причем амплитуды колебани  значительны в свободных (незакрепленных концах струн. Жидкость поступает сверху в штуцер 5 орошаемой жидкости. Хорошее распределение и дробление пленок и струй жидкости наблюдаетс  при установке непосредственно под оросителем свободных концов струн, имеющих значительные колебани . В слое насадки под действием колебаний насадочных тел происходит интенсивна  турбулизаци  газожицкостного потока. Кроме того, поперечные колебани  насадочных тел способствуют увеличению поперечного перемешивани  газожидкостного потока и сепарации брызг, тем самым достигаетс  возможность увеличени  скорости газа. При соединении струн с опорно-крепежной решеткой при помощи упругих элементов (пружин) 9 под действием газожидкостного потока по вл ютс  пульсации насадки в вертикальном направлении , а также круговое движение струны С насадочными телами относительно первоначальной оси. Вращательное движение струн с насадкой по вл етс  и при шарнирном креплении струн к опорно-крепежной решетке и корпусу аппарата. При эксцентричном креплении насацоч- ных тел к вертикальной струне за счет Их неустойчивости первоначального положени , неравномерности подъемных сил, действующих на несбалансированные участки тела, и разности веса жидкости, удерживаемой на разных участках тела по вл етс  интенсивное колебание тел относительно точки креплени , что при- ведет к волнообразному колебанию стру- ны по всей ее высоте. Наклонное крепление дисков (пластин) к горизонтальной струне способствует увеличению подъемной силы, т. е. к росту амплитуды колебательного движени , Котора  тем , чем меньше угол. Однако при малых значени х уменьшаетс  частота колебани . При работе массообменного аппарата с колеблющей насацкой возможно сплате- ние и зав зывание струн. Это нежелательное  вление присуще только длинным струнам (более 1,5-2,0 м в зависимости от их жесткости) этого можно избежать установкой ограничительных решеток 11. Предложенные технические решени  позвол ют: - интенсифицировать процесс благодар  увеличению турбулизации газожидкост- ного сло  и скорости газового потока; -снизить гидравлическое сопротивление , уменьшить трудоемкость изготовлени  и предотвратить возможность отложени  осадков, так как по данному варианту отпадает необходимость в установке по. крайней мере двух решеток, легкозабиваемых отложени ми твердых примесей и име19щих дополнительные сопротивлени , а также в креплении к ним струн по сравнению с известными.решением; -уменьшить энергию, затрачиваемзто а равномерное распределение жидкости по сечению колонны, благодар  перераспределению жидкости свободными концами олеблющейс  насадки. Обычно дл  распыени  жидкости примен ютс  форсунки, аботающие под избыточным давлением идкости, 0,25 - О,3 мПа. В этом слуае расход энергии составл ет до 1 квг.ч. а 1 т распыливаемой жидкости. В предагаемом аппарате можно применить низ- онапорные (0,ОО1 - О, ОО2 мПа) брызалки с диаметром отверстий или шири-

ной щели 5-2О мм, г. е. в этом варианте расход энергии на распыление жидкости сокращаетс  в 15-20 раз.

Claims (9)

1.Аппарат с насаакой дл  процессов массообмена в системе газ(пар-)- жидкость и пылеулавливани , включающий вертикальный корпус с входными и выходными штуцерами дл  газа и жидкости, насадочные тела, нанизанные на гибкие струны, опорные решетки, о т л и ч а «щ и и с   тем, что, с целью интенсифи- кации процесса, снижени  энергетических затрат, трудоемкости изготовлени  и предотвращени  забиваемости твердыми примес ми , гибкие струны закреплены консольно с двух сторон опорной решетки.

2.Аппарат по п, 1, отличающийс  тем, что струны закреплены на внутренней поверхности корпуса аппарата ,

3.Аппарат по п. 1, отличающ и и с   тем, что опорна  решетка снабжена упругим элементом, тфикреплен- ным к струнам.

4.Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что опорна  решетка снабжена сферическим шарниром, в которо закреплены насацочные тела.

5.- Аппарат ао пп. 1-4, отличающийс  тем, что насацочные

тела расположены с обеик сторон струн эксцентрично,

6,Аппарат по пп. 1-4, отличающийс  тем, что насадочные тела выполнены в виде дисков и нанизаны на струны под углом к их оси,

7.Аппарат по п.п. 1, 5, -6, отличающийс  тем, что насадочные тела выполнены из упругого материала.

8. Аппарат по пп. 1-7, отличающийс  тем, что свободные концы струн расположены под штуцером дл  входа орошаемой жидкости.

9. Аппарат по пп. 1-8, отличающийс  тем, что свободные концы струн расположены напротив штуцера дл  входа запыленного газа.

Ю. Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью предотвращени  переплетени  концов струн, он снабжен ограничительной решеткой с диаметром отверстий, большим диаметра насацочного тела.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3122594, кл. 2О2-153, 1968.

2.Патент ФРГ № 822О85, кл. Н 12е, ЗО1, 1950.

3.Тарат Э. Я. и Балабеков О. Г. Интенсивные колонные аппараты дл  обработки газов жидкост ми. Л., Издо-в Ленинградского университета, 1976,

с. 173-174, рис. Ш-22.

/777,

j //// V/ /////: .4u