UA65111A - Contact device for mass-transfer apparatus - Google Patents

Contact device for mass-transfer apparatus Download PDF

Info

Publication number
UA65111A
UA65111A UA2003065062A UA2003065062A UA65111A UA 65111 A UA65111 A UA 65111A UA 2003065062 A UA2003065062 A UA 2003065062A UA 2003065062 A UA2003065062 A UA 2003065062A UA 65111 A UA65111 A UA 65111A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
fairing
liquid
gas
contact device
flow
Prior art date
Application number
UA2003065062A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Yevhen Oleksandrovych Letiuk
Original Assignee
Branch Company Ukrgazovydobyva
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Branch Company Ukrgazovydobyva filed Critical Branch Company Ukrgazovydobyva
Priority to UA2003065062A priority Critical patent/UA65111A/en
Publication of UA65111A publication Critical patent/UA65111A/en

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Contact device for mass-transfer apparatuses contains an inlet duct with openings for introduction of liquid located in it and a swirl vane consisting of a fairing made in the form of a body and blades for the twisting of flows, separator with the branch connections for discharge of gas and liquid. In this case, the fairing is hollow, opened from below, it has slit openings on the side and is equipped with the ejection devices for absorption of the flow from the internal cavity of fairing into the working area of inlet duct.

Description

Винахід відноситься до пристроїв, що здійснюють масо- і теплообмінні процеси і може бути використаний в газовій, хімічній, нафтопереробній галузях промисловості та інших, де потрібно здійснити взаємодію газової фази з рідиною з наступним виділенням рідини з газу.The invention relates to devices that carry out mass and heat exchange processes and can be used in the gas, chemical, oil refining and other branches of industry, where it is necessary to carry out the interaction of the gas phase with a liquid followed by the separation of the liquid from the gas.

Відомий вихровий контактний елемент, в основі дії якого використовується принцип взаємодії закручених потоків. Такий елемент складається з пристрою, що закручує потоки і має центральний обтічник, до якого прикріплені похилі лопатки, вхідного патрубка, розпилювача та сепаратора з пристроями для виводу газу і рідини (а.с. СРСР Мо345926, М кл. В0103/20, бюл. Ме23 від 28.08.1972).A well-known vortex contact element is based on the principle of interaction of swirling flows. Such an element consists of a device that twists the flows and has a central fairing, to which are attached inclined blades, an inlet nozzle, a sprayer and a separator with devices for the removal of gas and liquid (a.s. of the USSR Mo345926, M cl. B0103/20, bull. Me23 dated August 28, 1972).

Недоліком такого вихрового контактного елемента є те, що взаємодія між частками газу та рідини у ньому відбувається з недостатньою інтенсивністю за рахунок того, що швидкості цих часток мають однакові тангенціальні складові по усьому периметру поперечного перетину патрубка.The disadvantage of such a vortex contact element is that the interaction between gas and liquid particles in it occurs with insufficient intensity due to the fact that the velocities of these particles have the same tangential components along the entire perimeter of the cross section of the nozzle.

Відомий пристрій для масообмінних апаратів, що містить вхідний патрубок з розташованими в ньому отворами для введення рідини і завихрювачем, що складається з обтічника і лопаток для закручування потоків, сепаратор з патрубком виводу газу і отворами для виводу рідини, в якому обтічник виконаний у вигляді тіла, що має в поперечному перерізі форму замкнутої кривої з перемінним радіусом кривизни, наприклад, еліпса (пат.A known device for mass exchange devices, which contains an inlet pipe with liquid inlet holes located in it and a swirler consisting of a fairing and blades for swirling flows, a separator with a gas outlet pipe and liquid outlet holes, in which the fairing is made in the form of a body, which has the shape of a closed curve in the cross section with a variable radius of curvature, for example, an ellipse (pat.

України 45767А, МПК 7В01Е3/02, ВО103/30, ВОТЕ3/04, бюл. Ме4 від 15.04.2002).of Ukraine 45767A, IPC 7B01E3/02, VO103/30, VOTE3/04, bull. Me4 from 04/15/2002).

Таке виконання обтічника приводить до того, що тангенціальні складові швидкостей часток обертових потоків не постійні по всьому поперечному перерізу вхідного патрубка, а змінюються в кожній точці перетину. При цьому зміна цих швидкостей залежить від щільності часток контактуючих потоків. Так як щільності часток потоків, які взаємодіють, як правило, відрізняються в десятки, сотні і більше разів, то між частками взаємодіючих потоків будуть мати місце високі відносні швидкості, що зводять до збільшення диспергування потоків і в кінцевому рахунку до прискорення процесів масообміну. Однак, з іншого боку, виконання обтічника у вигляді тіла, що має в поперечному перерізі форму еліпса, приводить до того, що при обтіканні обтічника в тангенціальному напрямку на ділянках з максимальною кривизною має місце відрив граничного шару від криволінійної бічної поверхні обтічника, що супроводжується ростом гідравлічного опору контактно-сепараційного елемента.This design of the fairing leads to the fact that the tangential components of the velocities of the particles of the rotating flows are not constant over the entire cross-section of the inlet nozzle, but change at each intersection point. At the same time, the change in these velocities depends on the particle density of the contacting flows. Since the densities of particles of the interacting flows, as a rule, differ by tens, hundreds, or more times, high relative velocities will occur between the particles of the interacting flows, which lead to an increase in the dispersion of the flows and, ultimately, to an acceleration of mass transfer processes. However, on the other hand, the design of the fairing in the form of a body with an ellipse in the cross section leads to the fact that when the fairing flows in the tangential direction in the areas with maximum curvature, the separation of the boundary layer from the curved side surface of the fairing occurs, which is accompanied by growth hydraulic resistance of the contact-separation element.

Задачею винаходу є зниження гідравлічного опору контактного пристрою для масообмінних апаратів при зберіганні досягнутих характеристик процесів масообміну.The task of the invention is to reduce the hydraulic resistance of the contact device for mass exchange devices while maintaining the achieved characteristics of mass exchange processes.

Для вирішення поставленої задачі у відомому контактному пристрої для масообмінних апаратів, який містить вхідний патрубок з розташованими в ньому отворами для введення рідини і завихрювачем, складеним з обтічника, виконаного у вигляді тіла, що має в поперечному перерізі форму замкнутої кривої з перемінним радіусом кривизни, наприклад, еліпса, і лопаток для закручування потоків, сепаратор з патрубками виводу газу і рідини, обтічник виконаний порожнім, відкритим знизу, має щілинні отвори на бічній поверхні і обладнаний ежектуючими пристроями для відсмоктування потоку із внутрішньої порожнини обтічника в робочу зону вхідного патрубка, які виконані у вигляді криволінійних пластин, прикріплених тангенційно до бічної поверхні обтічника в зоні розташування щілинних отворів і орієнтованих убік нахилу лопаток завихрювача.To solve the given problem in a known contact device for mass transfer devices, which contains an inlet pipe with openings for the introduction of liquid and a swirler consisting of a fairing, made in the form of a body, which has the shape of a closed curve in the cross section with a variable radius of curvature, for example . in the form of curved plates attached tangentially to the side surface of the fairing in the area of the slotted holes and oriented to the side of the tilt of the swirler blades.

Зазначені конструктивні особливості обтічника забезпечують безвідривний режим обтікання його газорідинними потоками, що приводить до зменшення гідравлічного опору контактного пристрою в цілому та зберіганню досягнутих характеристик масообмінних процесів.The specified design features of the fairing ensure a continuous mode of gas-liquid flows around it, which leads to a decrease in the hydraulic resistance of the contact device as a whole and preservation of the achieved characteristics of mass transfer processes.

На фіг.1 зображений загальний вигляд пристрою; на фіг.2 - розріз А-А.Figure 1 shows the general view of the device; Fig. 2 - section A-A.

Контактний пристрій для масообмінних апаратів містить вхідний патрубок 1, сепаратор 2, що має отвір З для виводу газу і отвір 4 для виводу відсепарованої рідини. У вхідному патрубку 1 розташовані отвори 5 для введення рідини, і завихрювач, який, у свою чергу, складається з похилих лопаток 6 і обтічника 7. Обтічник 7 має знизу відкритий вхід 8, перфорацію на бічній поверхні у вигляді щілинних отворів 9, які спрямовані уздовж центральної вісі обтічника і конус 10. На поверхні обтічника 7 в зоні щілинних отворів 9 установлені ежектуючі пристрої, завдяки яким відсмоктується потік із внутрішньої порожнини обтічника в робочу зону вхідного пристрою, що представляють собою криволінійні пластини 11. Криволінійні пластини 11 прикріплені тангенційно до бічної поверхні обтічника в зоні розташування щілинних отворів 9, повністю закривають щілини 9 з боку основного потоку та залишають зазор для витікання допоміжного потоку з обтічника 7 у робочу зону контактного пристрою.The contact device for mass exchange devices contains an inlet pipe 1, a separator 2, which has an opening C for the outlet of gas and an opening 4 for the outlet of the separated liquid. In the inlet pipe 1, there are holes 5 for introducing liquid, and a swirler, which, in turn, consists of inclined blades 6 and a fairing 7. The fairing 7 has an open entrance 8 from below, perforation on the side surface in the form of slotted holes 9, which are directed along of the central axis of the fairing and the cone 10. On the surface of the fairing 7 in the zone of slotted holes 9, ejecting devices are installed, thanks to which the flow is sucked from the internal cavity of the fairing into the working area of the input device, which are curved plates 11. The curved plates 11 are attached tangentially to the side surface of the fairing in the area of the slit holes 9, completely close the slits 9 on the side of the main flow and leave a gap for the flow of the auxiliary flow from the fairing 7 into the working area of the contact device.

Розміри криволінійних пластин 11 повинні бути не менше розмірів щілинних отворів 9. Крім того, пластини 11 повинні бути спрямовані убік нахилу лопаток 6 завихрювача.The dimensions of the curved plates 11 must be at least the size of the slotted holes 9. In addition, the plates 11 must be directed to the side of the inclination of the blades 6 of the swirler.

Працює пристрій наступним чином: газ, що надходить у контактний пристрій для масообмінних апаратів, змішується у вхідному патрубку 1 з рідиною, що ежектується у вхідний патрубок через отвори 5. Далі газорідинний потік направляється в міжлопаточний простір завихрювача. При цьому газорідинний потік роздвоюється на основний та допоміжний. Основний потік направляється в міжлопаточні канали завихрювача, пройшовши через які він рухається далі у вигляді закрученого струменя. Допоміжний потік надходить через відкритий знизу обтічник 7, з якого через щілинні отвори 9 за допомогою пластин 11 ежектується основним потоком у робочу зону вхідного патрубка. У зв'язку з тим, що обтічник виконаний у вигляді тіла, що має в поперечному перерізі форму еліпса, в кільцевому просторі між обтічником і корпусом вхідного патрубка газорідинний потік рухається в режимі нерівномірно обертового потоку, який то прискорюється в місцях звуження зазору між обтічником і вхідним патрубком, то сповільнюється в місцях розширення зазору. При прискоренні і при гальмуванні частки газу і рідини будуть прискорюватися і гальмуватися з прискореннями обернено пропорційними їх щільностям. Оскільки щільності газів і рідин розрізнюються в десятки, сотні і більш разів, то між взаємодіючими частками виникають високі відносні прискорення, що забезпечують інтенсивне протікання масообмінних процесів. При обтіканні газорідинним потоком криволінійних поверхонь на ділянках з найбільшою кривизною звичайно відбувається відрив граничного шару і перехід ламінарного режиму обтікання в турбулентний. Це явище супроводжується різким ростом гідравлічного опору. З метою зменшення гідравлічного опору застосовують здув місця відриву граничного шару. У пристрої з цією метою на бічній поверхні обтічника встановлені ежектуючі пристрої, які складаються з щілинних отворів 9 та криволінійних пластин 11 і прикріплені тангенційно до бічної поверхні обтічника в зоні розміщення щілин 10. При обтіканні основним потоком криволінійних пластин 11 за ними утворюється зона ежекційного вакууму, у яку через отвори 9 відсмоктується потік із внутрішньої порожнини обтічника 7, який і здуває місце відриву граничного шару до зони розміщення наступної пластини 11. У результаті цього має місце ламінарний режим обтікання обтічника 7 по всьому периметру поперечного перерізу обтічника, що приводить до зниження гідравлічного опору контактного пристрою.The device works as follows: the gas entering the contact device for mass exchange devices is mixed in the inlet 1 with the liquid ejected into the inlet through the holes 5. Next, the gas-liquid flow is directed into the inter-blade space of the swirler. At the same time, the gas-liquid flow is divided into the main and auxiliary flow. The main flow is directed into the interblade channels of the swirler, passing through which it moves further in the form of a swirling jet. The auxiliary flow enters through the fairing 7, which is open from below, from which it is ejected by the main flow into the working area of the inlet nozzle through the slotted holes 9 with the help of plates 11. Due to the fact that the fairing is made in the form of a body with an ellipse in cross-section, in the annular space between the fairing and the body of the inlet nozzle, the gas-liquid flow moves in the mode of an unevenly rotating flow, which then accelerates in places where the gap between the fairing and inlet pipe, it slows down in places of widening of the gap. During acceleration and deceleration, gas and liquid particles will accelerate and decelerate with accelerations inversely proportional to their densities. Since the densities of gases and liquids differ by tens, hundreds or more times, high relative accelerations occur between the interacting particles, which ensure the intensive flow of mass exchange processes. When a gas-liquid flow flows around curved surfaces in areas with the greatest curvature, the separation of the boundary layer usually occurs and the transition from the laminar flow regime to the turbulent one occurs. This phenomenon is accompanied by a sharp increase in hydraulic resistance. In order to reduce the hydraulic resistance, blow-off of the boundary layer separation site is used. In the device for this purpose, ejecting devices are installed on the side surface of the fairing, which consist of slotted holes 9 and curved plates 11 and are attached tangentially to the side surface of the fairing in the area where the slots 10 are placed. When the main flow flows around the curved plates 11, an ejection vacuum zone is formed behind them, into which the flow from the inner cavity of the fairing 7 is sucked through the holes 9, which blows the place of separation of the boundary layer to the area where the next plate 11 is located. As a result, a laminar mode of flow around the fairing 7 occurs along the entire perimeter of the cross section of the fairing, which leads to a decrease in hydraulic resistance contact device.

Технічним результатом при використанні пропонуємого пристрою є вирішення задачі зниження гідравлічного опору контактного пристрою.The technical result when using the proposed device is solving the problem of reducing the hydraulic resistance of the contact device.

Даний пристрій може бути застосований у різних масообмінних процесах. У газовій галузі контактний вихоровий елемент може бути використаний у масообмінному обладнанні установок підготовки природного газу до транспорту та споживання. 4 3 и А-А . .А----А----.20 55 Ся й (Я й | Й й ЙThis device can be used in various mass transfer processes. In the gas industry, the contact vortex element can be used in the mass exchange equipment of natural gas preparation plants for transport and consumption. 4 3 and A-A. .А----А----.20 55 Xia y (Я и | Я и Я

Й | йAnd | and

ІЙ Ї й ЙІІ І and І

М ія ій й ; ! й Й ? й / й й й й й й ; ; й є! От і Й 1Miya iy y ; ! and Y? y / y y y y y ; ; and there is! So and J 1

Те 5 ик, В и і «рн ЯTe 5 ik, V i and «rn Ya

Й Й 1 Міс ля Й г; Ір 11 (Я Ц и иY Y 1 Mis la Y g; Ir 11 (Ya Tsi i i

Й П! і! й (Я и! и й и ІщеAnd P! and! y (I y! y y y More

АСОМ Я ЗАASOM I AM FOR

І ї иAnd so and so

Й Й 3Y Y 3

Й ПЩИЩе а т ії Й НЕ Я ----I'M NOT

НН! НЯ й і ЩОNN! NO and WHAT

Є -- й Й ле куYes -- and Y le ku

Ко Хі 8Ko Hee 8

І Й ГА лай ШИ М;I Y HA lai SHY M;

Й В ЙY V Y

-- я в нн й ї-- I am in nn and y

И ЙAnd J

Фіг. 1Fig. 1

ААAA

М 2:11 шо,M 2:11 sho,

Ж и й ! й дише сYes and yes! and breathe with

Й ях о :And yes about:

Й, ф 5 оY, f 5 o

Й. І-й й ДО Я-- дз л й и: и д й У /йY. I-y y TO I-- dz l y y: y d y U /y

Ф, я ла М с» певних ЛЯ я ,F, I la M s» of certain LYA i ,

Фіг?Fig?

Claims (1)

Контактний пристрій для масообмінних апаратів, що містить вхідний патрубок з розташованими в ньому отворами для введення рідини і завихрювач, складений з обтічника, виконаного у вигляді тіла, що має в поперечному перерізі форму замкнутої кривої з перемінним радіусом кривизни, наприклад, еліпса, і лопаток для закручування потоків, сепаратор з патрубками виводу газу і рідини, який відрізняється тим, що обтічник виконаний порожнистим, відкритим знизу, має щілинні отвори на бічній поверхні і обладнаний ежектувальними пристроями для відсмоктування потоку із внутрішньої порожнини обтічника в робочу зону вхідного патрубка, які виконані у вигляді криволінійних пластин, прикріплених тангенційно до бічної поверхні обтічника в зоні розташування щілинних отворів його бічної поверхні і орієнтованих у бік нахилу лопаток завихрювача.A contact device for mass transfer devices, which contains an inlet pipe with openings for the introduction of liquid and a swirler, consisting of a fairing made in the form of a body, which has the shape of a closed curve in the cross section with a variable radius of curvature, for example, an ellipse, and vanes for swirling flows, a separator with gas and liquid outlet nozzles, which is distinguished by the fact that the fairing is made hollow, open from the bottom, has slotted holes on the side surface and is equipped with ejection devices for suction of the flow from the internal cavity of the fairing to the working area of the inlet nozzle, which are made in the form of curved plates, attached tangentially to the side surface of the fairing in the area of the slit holes on its side surface and oriented in the direction of the tilt of the swirler blades.
UA2003065062A 2003-06-02 2003-06-02 Contact device for mass-transfer apparatus UA65111A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003065062A UA65111A (en) 2003-06-02 2003-06-02 Contact device for mass-transfer apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003065062A UA65111A (en) 2003-06-02 2003-06-02 Contact device for mass-transfer apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA65111A true UA65111A (en) 2004-03-15

Family

ID=34516583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003065062A UA65111A (en) 2003-06-02 2003-06-02 Contact device for mass-transfer apparatus

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA65111A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4389307A (en) Arrangement of multiple fluid cyclones
US6007055A (en) Gas and liquid contact apparatus
CA1166971A (en) Apparatus for treating mixtures of liquid and gas
US3590558A (en) Particle-from-fluid separator
US3841061A (en) Gas cleaning apparatus
US4755194A (en) Method for introducing a mixture of gas and liquid into a separator vessel
DE19502202A1 (en) Process and device for centrifugal separation
JPS5953955B2 (en) Pulp sieving equipment
US3130024A (en) Apparatus for separating foreign matter from air
US3232430A (en) Classification selectors for solids in gaseous suspension
JPH055579A (en) Gas/liquid separator
US3332214A (en) Method and apparatus for collecting contaminants from gases
US2719631A (en) Methods of and devices for effecting centrifugal separation
US3881900A (en) Gas liquid separator
US3415373A (en) Particle size classification method and apparatus
UA65111A (en) Contact device for mass-transfer apparatus
US3811249A (en) Gas washing device with reversing spray paths
US2565902A (en) Centkifugal tuyere
JP5008795B2 (en) Improved injector of solids conveying water flow to centrifuge
US4247308A (en) Preformed-spray scrubber
US4222859A (en) Particle separator devices
RU2705330C1 (en) Gas-liquid vertical separator
EP0134361A1 (en) Apparatus and method for withdrawing fluid from a zone
RU59436U1 (en) GAS VORTEX TYPE EJECTION SEPARATOR (OPTIONS)
US3876398A (en) Gas washing and cleaning device