SU856482A2 - Тепломассообменный аппарат - Google Patents

Description

(54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

I

Изобретение относитс  к конструкци м массообменных аппаратов дл  переработки засоренных жидкостей и может быть использовано в пищевой, химической и нефтеперерабатывающей промышленност х.

Известна конструкци  массообменного аппарата, состо ща  из вертикального цилиндрического корпуса, внутри которого установлена несуща  штанга с поэтажно закрепленными вихревыми (закручивающими) устройствами 1.

Однако в такой конструкции нерационально используетс  внутренний объем аппарата , контакт фаз происходит только на периферии контактного объема, где происходит движение пленки жидкости, а через центральную часть аппарата наблюдаетс  проскок газовой фазы. Все это снижает эффективность процесса массообмена.

По основному авт. св. № 691141 известен тепломассообменный аппарат, контактное устройство которого состоит из вертикального цилиндрического корпуса, внутри которого поэтажно установлены вихревые (закручивающие) устройства с усеченными конусами, снабженными окнами с ограничительными буртиками дл  прохода газовой фазы 2.

Недостатком известного аппарата  вл етс  то, что при перетекании жидкости с выщележащего вихревого устройства на нижележащее через усеченный конус с окнами не исключено образование барботажного сло  (в нижней части конуса) и возникновение уноса или провала жидкости через вихревое устройство в зависимости от режима работы аппарата. Объ сн етс  это тем, что потоки жидкости, стекающие с радиально противоположных сторон конуса в центр вихревого устройства, взаимно гас т свои радиальные составл ющие скорости и увеличивают за счет этого осевую составл ющую скорости, направленную вертикально вниз. При этом часть жидкости вводитс  на вихревую ступень против направлени  наклона лопаток вихревого устройства, т. е. в зависимости от скорости газовой фазы в нижнем сечении конуса возникает провал жидкости или ее барботаж и унос.

Цель изобретени  - исключение возникновени  уноса и провала жидкости в нижнем срезе конуса.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что нижн   часть усеченного конуса выполнена в виде отдельных полос, кромки которых снабжены ограничительными бортиками , а нижний край полос отогнут по направлению угла наклона лопаток завихрител  и расположен в горизонтальной плоскости .

Кроме того, нижний отогнутый край полос направлен по касательной к окружности нижнего среза усеченного конуса.

На фиг. 1 показано устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

В корпусе I аппарата закреплены вихревые устройства 2 газового потока, между которыми установлены усеченные конусы 3, снабженные окнами 4 дл  газовой фазы, по кромке которых установлены ограничительные бортики 5, предотвращающие перетекание жидкости через окна.

Окна 4 опущены до нижнего среза конуса 3 и рассекают его боковую поверхность на отдельные полосы, которые в сочетании с бортиками 5 образуют направл ющие желоба 6 и 7. Нижние кра  желобов снабжены горизонтальными пластинами 8 и 9, придающими стекающей жидкости горизонтальное направление движени . Между вихревыми устройствами 2 и корпусом 1 образован сливной зазор 10.

Направление нижних краев желобов 6 и 7 выбираетс  таки.м образом, чтобы стекающа  по ним на завихрители жидкость направл лась по касательной к нижне.му срезу конуса.

Дл  упрощени  сборки и разборки аппарата все элементы контактного устройства креп тс  на центральной несущей штанге 11.

Контактное устройство работает следующим образом.

Газовый поток подаетс  снизу и, проход  через завихрители 2, приобретает общее винтовое движение. Жидка  фаза поступает с вышележащего контактного устройства через сливной зазор 10 в верхнюю часть усеченного конуса 3, направл етс  ограничительными бортиками 5 в желоба б и 7 и стекает по ним в центральную часть вихревых устройств 2. Горизонтальные пластины 8 и 9 преобразуют вертикальную составл ющую скорости жидкости в горизонтальную . При этом жидкость направл етс  желобами 6 и 7 по касательной к окружности нижнего среза конуса 3, обеспечива  тем самым свою начальную скорость вращени  при поступлении на вихревое устройство 2.

Далее жидкость захватываетс  газовым потоком, распыл етс  и приобретает вращательное движение. Возникают центробежные силы, которые отбрасывают капли к боковой стенке корпуса 1, образу  вращающуюс  пленку жидкости. Последн   стекает через сливной зазор 0 на нижележащую контактную ступень, где движение фаз повтор етс .

Процесс массообмена протекает везде, где осуществл етс  контакт фаз.

Как видно из изложенного, в предлагаемом контактном устройстве при стекании жидкости с конуса 3 в центральную часть вихревых устройств 2 не образуетс  барботажного сло , ведущего к возникновению уноса или проваливани  жидкости через лопасти вихревых устройств 2. Объ сн етс  это созданием оптимальных условий перетекани  жидкости с одной контактной ступени на другую через конус 3.

В предлагаемой конструкции контактного устройства жидкость вводитс  на вихревой элемент с некоторой начальной окружной скоростью. При этом направление ее движени  совпадает с направлением вращени  газового потока и потоки жидкости, стекающие по желобам б и 7, не гас т друг друга, как в известном аппарате, поэтому здесь исключаетс  возможность возникновени  барботажного сло  и уноса жидкости .

Горизонтальные пластины 8 и 9 гас т осевую составл ющую, что в сочетании с однонаправленным вращательным движением жидкости и газа устран ет провал жидкости в центральной части вихревого устройства 2.

Таки.м образом, описанна  конструкци  контактного устройства обладает р дом преимуществ по сравнению с известной, так как она обеспечивает устойчивый режи.м работы за счет исключени  провала и уноса жидкости в центральной части контактной ступени .

Ввод жидкости на вихревые устройства с начальной тангенциальной скоростью увеличивает общую скорость вращени  жидкости , а следовательно увеличиваетс  и сила удара капель жидкости о стенки корпуса . Последнее, как известно, влечет интенсификацию процесса массообмена.

Использование изобретени  позволит расширить область применени  тепломассообменного аппарата и увеличить диапазон рабочих нагрузок по газу и жидкости.

Claims (2)

1.Тепломассообменный аппарат по авт.

св. № 691141, отличающийс  тем, что, с целью исключени  уноса и провала жидкости в нижнем срезе конуса, нижн   часть усеченного конуса выполнена в виде отдельных полос, кромки которых снабжены ограничительными бортиками, а нижний край полос отогнут по направлению угла наклона лопаток завихрител  и расположен в горизонтальной плоскости.

2.Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что нижний отогнутый край полос направлен

по касательной к окружности нижнего среза усеченного конуса.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 232189, кл. G12 F, 1961.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 691141, кл. В 01 D 3/30, 1977 (прототип ).