SU965485A1 - Вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат - Google Patents

Description

(5) ВИХРЕВОЙ РАСПЫЛИВАЮЩИЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относитс  к массообменной технике и может быть использовано в химической, нефтехимической нефтеперерабатывающей, пищевой, ме- , таллургической и других отрасл х промышленности дл  осуществлени  процессов ректификации, абсорбции, пылеулавливани , десорбции, сушки распылением .

Известен вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат , включающий распылители жидкости, тангенциальный ввод газа, отвод газа, отводы газа из предыдущей в последующую ступень, корпус с торцовыми крышками и отвод жидкости в нижней части каждой ступени. Перва  ступень имеет тангенциальный патрубок ввода газа, последующие ступени имеют вводы газа в виде осевых завихрителей в центре верхней крышки, отводы газа расположены в центре нижней крышки. Отвод жидкости осуществл етс  при:.помощи кольцевых карманов в нижней части каждой ступени TI.

Известен вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат , включающий корпус, тангенциальный ввод газа, распылитель жидкости, патрубок вывода газа, контактные ступени , кажда  из которых состоит из корпуса, торцовых крышек, подводов газа и отводов жидкости, выполненных

10 в виде ве|этикальных щелей по всей высоте корпуса ступени, отвода .

Недостатками этого аппарата  вл ютс  малое врем  эффективного массо15 обмена и наличие застойных зон, распыл жидкости во второй и последующих ступен х из-за невысоких относительных скоростей газа и жидкости приводит к снижению скорости массообмена

Claims (1)

1. 24 в этих ступен х, значитель ные осевые скорости газового потока создают услови  дл  брызоуноса,. за счет снижени  крутки потока по высоте массообменной камеры возникает неравномерность в потоке, что влечет к неэффективному использованию объема камеры. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса массообмена за счет создани  плоского спирального движени  газа по всей высоте корпуса каждой ступени и уменьшени  гидравлического сопротивлени  аппарата. Указанна  цель достигаетс  тем, что в вихревом распыливающем многоступенчатом массообменном аппарате, включающем корпус, тангенциальный ввод газа, распылитель жидкости, патрубок вывода газа, контактные ступени , кажда  из которых состоит из корпуса , торцовых крышек, подводов газа и отводов жидкости, выполненных,в виде вертикальных щелей по всей вь1соте корпуса ступени, отвода газа, отвод газа из каждой предыдущей ступени Е) последующую выполнен в виде радиального диффузора и подвод щей камеры образованной корпусом каждой ступени и корпусом аппарата, при этом патрубок вывода газа расположен на периферии радиального диффузора последней ступени.Отвод газа из предыдущей в последующую ступень, выполненный в виде радиального диффузора и подвод щейкамеры , позвол ет обеспечить тангенциальный ввод газа в последующую сту пень по всей высоте корпуса ступени, отвести газ и подвести к последующей ступени, преобразовав с минимальными затратами кинетическую энергию газового потока в центральной части в потенциальную, что позвол ет создать мощное плоское спиральное движение газа по всей высоте корпуса каждой ступени аппарата, получить высокие относительные скорости газа и жидкости по всей высоте корпуса каждой сту пени, достичь мелкодисперсного распы ла жидкости на капли очень малого раз мера, создать регул рное противоточное вихревое движение газа и микроВсе это дает возмож капель жидкости кость достичь многих теоретических ступеней изменени  концентрации в каждой ступени распыла, увеличить межфазную поверхность, уменьшить гидрав лическое сопротивление аппарата и в целом значительно интенсифицировать процесс массообмена. Выполнение тангенциальных вводов газа в -каждую ступень в виде одной или нескольких тангенциальных щелей ПО всей высоте корпуса ступени позвол ет создать плоское спиральное , дви жение газа, в котором отсутствуют осевые составл ющие полной скорости, получить большие относительные скорости газа и жидкости в центральной области аппарата, где производитс  распыл, увеличить межфазную поверхность вследствие уменьшени  размеров капель (так как размер капель уменьшаетс  с ростом относительных скоростей газа и жидкости в зоне распыла) , создать,,, регул рное противоточное вихревое движение капель и газового потока и получить многие -теоретические ступени изменени  концентрации в одной ступени распыла, уменьшить брызгоунос из-за отсутстви  осевых скоростей в большей аппарата. Таким образом, достигаетс  значительна  интенсификаци  процесса массообмена. Выполнение отвода жидкости в виде вертикальных щелей по всей высоте корпуса с+упени позвол ет равномерно отводить жидкость с в.нутренней поверхности цилиндрического корпуса каждой ступени, не допускать стекани  пленки в тангенциальные щели дл  подвода Таза, что предотвращает вторичное дробление и унос капель жидкости вход щим через тангенциальные щели потоком газа, не допускать стекани  пленки в нижнюю часть аппарата , что предотвращает подпитку радиально направленного, отрицательно вли ющего на интенсивность массообмена , торцового течени . Предотвращение попадани  жидкости в тангенциальные щели дает возможность равномерно подводить газ по всей высоте корпуса ступени. Все это в целом приводит к значительной интенсификации процесса массообмена. Тангенциальный патрубок, расположенный на периферии радиального диффузора последней ступени, дает возможность преобразовать большую кинетическую энергию газового потока после каждой ступени в потенциальную, снизить скорости газа, что ведет к значительному уменьшению гидравлических потерь, повышает экономичность аппарата, позвол ет пропустить через аппарат большие расходы газа, получить в центральной области каждой ступени высокие относительные скорости газа и жидкости, уменьшить размер распыливаемых капель жидкости, увеличить межфазную поверхность, что В целом приводит к интенсификации пр цесса массообмена. На фиг. 1 - показан аппарат, вертикальный разрез; на фиг, 2 - сечени А-А на фиг. 1, Вихревой распыливающйй массообмен ный аппарат содержит распылитель жид кости 1, тангенциальный ввод газа 2, отводы газа 3. Кажда  ступень содержит корпус 4, торцовые крышки 5 отвод жидкости 6 в каждой ступени. Отвод газа 3 выполнен в виде радиального диффузора 7 и подвод щей камеры 8, образованной с корпусом ступени и корпусом аппарата 9 танген-циал15ные щели (подводы) газа 10 в каждую ступень и отвод жидкости 6 вы полнены в виде вертикальных щелей по всей высоте корпуса ступени 4, патру бок вывода газа 11 из аппарата расположен на периферии радиального диф фузора последней ступени. Аппарат работает следующим образом .Газ через тангенциальный ввод попадает в подвод щую камеру 8 первой ступени, откуда посредством тангенциальных щелей 10 по всей высоте подаётс  в первую ступень. В контактной ступене формируетс  мощное плоское спиральное течение со значительным увеличением окружной составл юще полной скорости к центру, где с помощью распылител  жидкости 1 вводитс  в радиальном направлении жидкость Из-за огромных относительных скоростей газа и жидкости происходит распыл последней на очень малые капли, которые практически сразу вовлекаютс  во вращательное движение и вследствие отсутстви  осевых скоростей газа движутс -по плоским спиральным траектори м к корпусу ступени.. При этом в Одной ступени распыла возникает проти воточное вихревое движение капель жид кости и газа, что ведет к получению многих теоретических ступеней изменени  концентрации в одной ступени распыла. Капли жидкости оседают на корпус ступени k и под действием потока газа в виде пленки движутс  по корпусу ступени, а затем отвод тс  из аппарата при помощи вертикальных щелей дл  отвода жидкости 6 по всей высоте корпуса ступени. Газ через отвод 3 попадает в радиальный диффузор 7, где происходит экономичное преобразование кинетической энергии, и попадает в .подвод щую камеру 8 последующей ступени, котора  обеспечивает равномерный подвод газа по всей высоте тангенциальных щелей последующей ступени. Далее процесс повтор етс . Отвод газа из аппарата производитс  через тангенциальный патрубок вывоДа газа 11, расположенный на пери;ферии радиального диффузора 7. I Такой отвод обеспечивает предварительное экономичное преобразование кинетической энергии потока газа, отвод газа, имеющего невысокие скорости , что значительно снижает гидравлические потери. Аппарат может быть установлен в вертикальном или горизонтальном положении . Жидкость подаетс  в аппарат через распылитель 1 последней ступени , затем через отводы жидкости 6 стекает в камеру 12, откуда подаетс  в распылитель предпоследней ступени, где процесс повтор етс . Отвод мидкости из аппарата осуществл етс  из камеры первой ступени. Предложенный аппарат имеет следующие преимущества: интенсивный и равномерный массообмен во всем объеме аппарата при противоточном движении фаз; повышаетс  интенсивность массообмена во всехступен х аппарата вследствие тангенциального ввода газа в каждую ступень, что приводит к распылу жидкости на мелкие капли, увеличению межфазной поверхности; снижение материалоемкости вследствие уменьшени  количества ступеней, что достигаетс  созданием в каждой ступени противоточного движени  фаз, привод щего к возможности получени  многих теоретических ступеней изменени  концентрации в каждой ступени распыла; уменьшение гидравлического сопротивлени  аппарата путем использовани  радиальных диффузоров, дающих возможность экономично преобразовать кинетическую энергию потока газа и обеспечить отвод газа с малыми скорост ми и гидравлическими потер ми. Формула изобретени  Вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный апИарат, включающий корпус, тангенциальный ввод газа, распылитель жидкости, патрубок |вывода газа, контактные ступени, каж