SU839094A1 - Аппарат дл проведени тепломассообменных процессов - Google Patents

Abstract

1. АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕППОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, в системе газ — ;жйдкость в пр моточном режиме, включаннций вертикальный цилиндрический корпус, тарелку, в центре которой установлен контактнйй патрубок, конусный отражатель с лопатками, расположенный на верхнем торце контактного патрубка, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  эффективности тепломассообмена за счет расширени  диапазона рабочих скоростей по газу и уменьшени  брызгоуноса, лопатки отражател  выступают за контактный патрубок на рассто ние 0,25-0,4 диаметра его, при~этЪм' кажда  лопатка заходит на 1/3 последующей при высоте лопаток 0,2-0,3 йысоты патрубка.2. Аппарат по п.1, отличающий с   тем, что тарелка снаб-- жена изогнутыми переточными трубами, верхние концы которых расположены на уровне нижнего торца патрубка.(Л00со соо со4;:^

Description

Изобретение относитс  к полым скоростным пр моточным тепломассооб- MBHiaiM аппаратам дл  проведени  процессов абсорбции, хемосорбции, ректификации , увлажнени  и пылеулавливани . I Известно контактное устройство дл  межфазового контактировани , содержащее тарелку с паровыми патрубка ми и контактные трубки, установленные с зазором над паровыми патрубкатрубками отражатели в виде усеченных конусов с размещенной внутри них винтовой лопастью. . Известен аппарат дл  проведени  тепломассообменных процессов в систе ме газ - жидкость в пр моточном режи ме , включающий вертикальный корпус, тарелку, в центре которой установлен контактный патрубок, конусный отража тель с лопатками, расположенньй на верхнем торце контактного патрубка. Известные аппараты имеют низкую 1эффективность тепломассообмена, бол шой брызгоунос и узкий диапазон раб чих скоростей по газу, из-за невоз .можности обеспечить хорошее разделе ние газо-жидкостного потока в сепарационной зоне. Цель изобретени  - повышение .эффективности тепломассообмена. Цель достигаетс  за счет расширени  диапазона рабочих скоростей по газу и уменьшени  брызгоуноса, .при этом лопатки отражател  выступают за контактньй патрубок на. рассто ни 0,25-0,4 диаметра его, кажда  лопатка заходит на 1/3 последующей при высоте лопаток 0,2-0,3 высоты патру ка. I. Целесообразно тарелку снабжать изогнутыми переточными трубами, верх ние концы которыхрасположены на уро уровне нижнего торца патрубка. На фиг. 1 показан аппарат дл  про ведени  тепломассообменных процессов на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.. Аппарат включает вертикальный цилиндрический корпус 1, тарелку 2(В центре которой установлен контактный патрубок 3. Тарелка 2 снабжена изогнутыми переточными трубами 4, верхние конвд которых расположены на уровне нижнего торца патрубка 3, На верхнем торце контактного патрубка 3 расположен конусный отражатель 5 с шестью криволинейными лопатками 6 Тарелка 2 делит пространство внутри корпуса на нижнюю камеру 7 и кольце-, вую камеру 8. Нижн   камера имеет / штуцер 9 дл  подвода газа и штуцер 10 .дл  отвода  шдкости. Кольцева  камера имеет штуцер 11 дл  ввода свежей жидкости, штуцер 12 дл  отвода избытка жидкости и штуцер 13 дл  отвода газа. Аппарат работает следующим образом . Газ поступает через штуцер 9, расположенный в цилиндрическом корпусе 1, в нижнюю камеру 7 и проходит в контактный патрубок 3. Жидкость поступает через штуцер 11 по переточньм трубам 4, которые закреплены в тарелке 2 под нижний обрез контактного патрубка 3 и инжектируетс  потоком газаимеюш;его скорость в зоне контакта до 30 м/с. В контактном патрубке образуетс  газо-жидкостной слой, представл ющий Собой подвижную газо-жндкостную эмульсин или пену. Газо-жидкостный слой поднимаетс  вверх и с большой скоростью проходит между криволинейными лопатками 6 центробежного каплеотделител  конусного отражател  5, закручиваетс  и отбрасьшаетс  к внутренней стенке корпуса. За счет центробежного эффекта закрученна  жидкость сепарируетс , стекает, по внутренней стенке корпуса )1 собираетс  в нижней части кольцевой камеры 8, откуда ее избыток сливаетс  через штуцер 12, а остальна  часть подаетс  на орошение по переточным . трубам, а газ через штуцер 13 выходит из аппарата. Часть жидкости, попадающей в нижнюю камеру, выводитс  через штуцер 10. Зона межфазного контактировани  в тепломассообменном аппарате представл ет собой полый цилиндр, в верхней части которого расположен конусный отражатель, обеспечивакщий полное отделение жидкости от газа и ра-. боту аппарата без брызгоуноса при скорост х газа до 30 м/с, что позвол ет интенсифицировать тепломассообмен , расширить диапазон рабочих скоростей и проводить процесс тепломассообмена в высокоскоростном режиме, которьй характеризуетс  высокой степенью трубулизации газо-жидкостного потока и мальм временем обновлени  поверхности ко-нтакта фаз.. Внутренн   циркул ции жидкости позвол ет эксплуатировать аппарат без рециркул ционного насоса и с малым расходом свежей жидкости на подпитку, что  вл етс  преимуществом при работе с а.грессивными и корродирующими жидкост ми . Така  конструкци  аппарата позвол ет использовать его при работе с загр знёнными газами и Ш1дкост ми из которых возможно выпадение осадка. Проведенные исследовани  по гидродинамике и массообмену показали, что высока  эффективность массообмена достигаетс  при условии получени  в контактном патрубке высокотурбулизированного газо-жидкостного сло при скорост х газа свыше 15 м/с. Работа аппарата в таком режиме возможна лишь при наличии конусного отражател  (центробежного каплеотделител ) с определенными соотношени ми его параметров - 6 криволинейных лопаток , закрепленных на верхнем торце контактного патрубка и выступающих за него на рассто ние равное 0,25-0, диаметра контактного патрубка, причем кажда  из лопаток заходит на 1/3 последукщей при высоте лопаток равной 902-903 высоты патрубка. Исследовани  бьши проведены на ап парате с диаметром корпуса мм, диаметром контактного патрубка d 250 мм, высотой контактного патруб ка Н 1000 мм, высотой лопаток h 100, 200, 300, 400 мм и рассто нием , на которое выступают лопатки от диаметра контактного патрубка t 50.73; 100, 150 мм. При выходе за пределы указанных соотношений измен етс  плотность оро |шени  в контактном патрубке, котора  .  вл етс  функцией геометрических характеристик аппарата, что приводит к изменению .структуры газо-жидкостнр го сло , и, вследствии этого, ухудшению эффективности массообмена. При уменьшении высоты криволинейных лопаток уменьшаетс  сечение дл  прохода газожидкостного потока, увеличи ваетс  давление внутри контактного патрубка (Р ), которое преп тствует . вытеканию жидкости из переточных труб, вследствии чего зменьшаетс  ко личество жидкости .(L) в контактном патрубке, структура газо-жидкостно . измен етс  от пенной к ка- пельной и коэффициент массопередачи (Ку) уменьшаютс  (табл. 1). В таблице 1 показано, что критическое значение отношени  высот лопаток k высоте контактного патрубка h/H равно 0,2, так как при данной величине происходит резкое падение плотности орошени  и коэффициента массопередачи. Верхний предел этого соотношени  I(h/H) равный 0,3 определ етс  величиной относительного уноса зшдкости (в процентах от количества жидкости, проход щей через контактньй патрубок ) , который свьште 10% считаетс  недопустимым, так как уменьшает эффективность массообмена (табл. 1). Проведенные исследовани  по изучению вли ни  длины лопаток и узла закрутки на услови  сепарации жидкости показали, что если лопатки заход т одна за другую на рассто ние , меньше 1/3 длины лопатки, то газо-жидкостный поток недостаточно сильно закручиваетс , что приводит к уносу жидкости, превышающему. 10%. Величина захода лопатки на другую Унос, % 1,2- 1,2 1,3.10 1,415 Нижний предел отношени  на которое выступают лопатки за патрубок к диаметру патрубка (/d), равный 0,25, объ сн етс  тем, что при I/d ниже 0,25 сечение дл  прохода жидкости становитс  небольшим, вследствие чего давление и плотность орошени  станов тс  критическими, структура газо-жидкостного сло  мен етс  и коэффициенты массопередачи станов тс  низкими (45000), а сопротивление сут хого аппарата возрастает до Г 200 мм воДоСТ. Работа аппарата в таких услови х  вл етс  неэффективной. Верхний предел данного отношени  (J/d), равный 0,4, обусловлен тем, что при выходе за него скорость газа в кольцевом сечени  между диаметром корпуса и диаметром центробежного каплеотделитёл  (W хз становитс  больше 3,0 м/ч, что приводит к уносу жидкости свыше 10% (табл. 2). Изменение перечисленньк параметов , а также формы и количества лоаток приводило к изменению структуы газо-жидкостного сло  и резкому нижению эффективности массообмена. .. - Joj J 0,2j 0,3 0,4 Р„ MM вод.ст. 18011030 . 839094. Q . Таблица 1 75Давление в патрубке

L м/м2 ч 20 90 120 . Ку, 1/4 30000 90000 950000 Унос, % 2 10

1/d - Т 0,2 То,3 I 0,4 1 0,6 . W м/с 2,0 2,5 3,0 3,5

Унос, % 1 2 10 20

Таблица 2 125 . Плотность орошени  97000 Коэффициент массопередачи 44 20 Унос жидкости из аппарата

Claims (2)

1. АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕППОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, в системе газ - -.жидкость в прямоточном режиме, включающий вертикальный цилиндрический корпус, тарелку, в цент ре которой установлен контактный патрубок, конусный отражатель с лопатками, расположенный на верхнем торце контактного патрубка, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тепломассообмена за счет расширения диапазона рабочих скоростей по газу и уменьшения брызгоуноса, лопатки отражателя выступают за контактный патрубок на расстояние 0,25-0,4 диаметра его, прй~этом каждая лопатка заходит на 1/3 последующей при высоте лопаток 0,2-0,3 высоты патрубка.

2. Аппарат по п. 1, отлича-g ю щ и й с я тем, что тарелка снаб-жена изогнутыми переточными трубами, верхние концы которых расположены на уровне нижнего торца патрубка.

SU „„ 839094