Контактное устройство для взаимодействия газа с жидкостью

 

1. KOHTAICTHpE УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА С ЖИДКОСТЬЮ, выполненное из основания со щелями, снабжевнымн с одной стороны отбортовкой, ta двух вертикальных плоскопараллельных пластин, а над шелями с зазором к основанию и сггборто ке щелей установлен перевернутый пдоскоовальный желоб с отогнутыми ввутрь торцовыми кромками, отличающееся тем, что, с цепью внтенсвфпкаиии процессов теплсмасгсоо ева за счет увеличения Bpe JieHH межфаэового контакта и увеличения скорости соударяющихся потоков, вертикальные лпоскопараллельные пластины устаковпевы с зазором к Основанию, шелвпснабжёвы отбортовкой с рругоЛ стороны, прв этом отбортовка расположена с зазором во отношению к вертикальным плоскоиара 5 лельным пластинам. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а «« ю ш е е с я тем, 4TOi, с целью увеюп ния скорости соудар$1кя1шхся потоков верхняя часть желоба выпопвеоа сужя вающейся к центру. О1 00 о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 33632 1 8/23-26 (22) 11. 12.81 (46) 23.03.83. Бюл. ¹ 11 (72) И. И. Поникаров, Б. М. Азизов, . Т. Г. Ахметов, М. Г. Гайнуллин и И. В. Чепегин (71) .Казанский ордена Трудового Крас ного Знамени химикогехнологический институт им. С. М. Кирова (53) 66.015.23.05(088.8) (56) Л.i- Авторское свидетельство СССР

¹ 169079, кл. В 01Э 3/26, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 565671, кл, В 01Э 3/26, 1977.

3. Чепегин И. В. Разработка и исследование контактных прямоточных устройетв с-ccypapemreM потоков. Автореф. дис.

КХТИ, Казань, 1975, с. 9-11. е (54). (57) 1. КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТEIO ДЛЯ ВЗАй ОДЕйСТВИЯ rA3A C

ЖИДКОСТЬЮ, выполненное из основания со шелями, снабженными с одной сторо„Я0„„1005809 ны отбортовкой, и двух вертикальных плоскопараллет ных пластин, а. над шелями с зазором к основанию и отбортов ке щелей установлен перевернутый пиос.«оовальный желоб с отогнутыми внутрь торцовыми кромками, о т л и ч а в ш е е с я тем, что, с целью интенсификации процессов тепломасссобмена за счет увеличения времени межфазавого контакта и увеличения скорости соущаряюшихся потоков, вертикальнЫе плоскопараллельные пластины устаиселены с зазором к основанию, щелиссжабжены отбортовкой с другой стороны, при этом отбортовка расположена с зазором по отношению к вертикальным плоскопареп лельным пластинам.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличе, ния скорости соударякицихся потоков, верхняя часть желоба выполием eyes Ф вающейся к центру. Мйб массой ухудшаются.

1 10

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления процес сов тепло- и массообмена между газовой и жидкой фазами и может найти при» ,менение в процессах абсорбции при однонаправленном движении фаз с последующим соударением двухфазных потоков.

Преимущественно изобретение предназначено для:проведения хемосорбционных процессов, лимитируемых диффузионным сопротивлением массопередаче со стороны жидкой фазы.

Известны прямоточные контактные устройства для взаимодействия газа с, жидкостью, позволяющие интенсифицировать процесс тепло- и,массообмена меж ду двумя фазами за счет ударного слия ния в"тречных газожидкостных пото,ков (13.

Недостатками известных устройств

RwIsBoTcQ громоздкость аппаратов и МаВо эффективное использование их обьемов в целом.. Укаэанные недостатки обусловлены тем, что эти устройства имеют сложные системы перетоков жидкости и большие сепарационные объемы.

Иэвестмы также прямоточные контактные устройства с соударением потоков, в которых устранены сложные системы перетоков жидкости и для которых возможна компоновка в аппарате цри наличии стдного общего переливного устройся м Г23.

Недостатком этих устройств является невысокая эффективность массообмена.

Указанный недостаток обусловлен умень-. шением скорости соударяютцихся потоков, вследствие их расширения на выходе из контактных каналов и малым врем атем межфазни о контакта, поскольку жидкость после соударений выводится с контактной ступени. Недостатками этих устройств являются также недостаточная сепарация . фаз и узкий диапазон устойчивой работы.

Наибол.е близким по технической сущностн и достигаемому результату к изобретению является контактное устройство для взаимодействия газа с жидкос тью, выполненное в,виде листа со щелями, снабженными с одной стороны отбортавкой, и двух вертикальных плоскопарал лельных пластин, плотно примыкатощих к листу. Над щелями с зазором к листу и отбортовке щелей установлен переверщ .тый плоскоовэпьный желоб с отогнутыми вНутрь торцовыми кромками f 3) .

Недостатком известного контактного устройства является ыеиюокая эффективi носм тепломассообмена. Укаэанный не08809 2 достаток обусловлен тем, что в контактном устройстве возможна лишь однокра ь ная обработка жидкости, так как после соударения жидкость попадает в полость, ограниченную листом и двумя вертикальными плоскопараллельныМи пластинами, и выводится из контактного устройства или с контактной ступени. Такая схема взаимодействия фаз в ряде случаев

l0 обуславливает недостаточное время межфазного контакта (особенно, например, при проведении хемосорбционных процессов, лимитируемых диффузионным сопротивлением массопередаче со стороны mulкой фазы и ограничивает эффективность контактного устройства.

Кроме того, указанный недостаток обусловлен тем, что при выходе из контактных каналов, т.е. непосредственно перед соударением, потоки расширяются и скорость их уменьшается. Это приводит к тому, что интенсивность соударения потоков падает и условия для интенсификации процессов обмена теплом или

Йелью изобретдния является интенсификация процессов тепломассообмена эа счет увеличения вреМени межфазного контакта и увеличения скорости соударяющихся потоков, Указанная цель достигается тем, что в контактном устройстве для взаимодейст вы газа с жидкостью, выполненном из основания со щелями, снабженными с одной стороны отбортовкой, и двух верти« кальных плоскопараллельных пластин, над щелями с зазором к основанию и отбортовке щелей установлен перевернутый плоскоовальный желоб с отогнутыми внутрь торцевыми кромками, вертикальные плоскопараллельные пластины установлены с зазором к основанию1 щели снабжены отбортовкой с другой стороны, при этснм отбортовка расположена с зазором по отнснтению и вертикальным плоскопараллельным пластинаме

Кроме того, верхняя час ть желоба выполнена суживающейся к центру.

Установка вертикальных плоскопарал лельных пластин с зазором к основанию, а также выполнение отбортовки с другой стороны щелей с зазором по отношению к вертикальным плоскопараллелытым пласмпым поэиытяют осуществлять повторную

«, обработку жидкости, прошедшей через контактное устройство. При этом, изменяя размеры эжк зазоров, нетрудно дою, биться в кажем конкретном случае тре-.

3 1008800, 4 ,буемой степени рециркуляции и времени . чит, и интенсивность т щломассообмена обработки жйдкой фазы. повышаются.

Так как верхняя часть плоскоавальао В результате соударения потоки тор го желоба выполнена -суживающейся к мозятся и происходит сепарапия фаэ: гаэ, . центру, за счет сжатия гаэожидкостных g расширяясь и теряя скорость, выходит с потоков после выхода из контактных ка.— торцов плоскоовального желоба. 9 и налов скорость их остается достаточно устремляется на вышележащую тарелку, . высокой, что; обуславливает увеличение а жидкость под действием силы тяжести внешнего импульса, повышая интенсив- стекает в полость 12, образованную ос- . ность соударения и, s конечном счете, 10 нованием 1 и,вертикальными плоскопа интенсивность тепломассообмена. раллельными пластинки 4. Из полости

На фиг. 1 представлено предлагаемое 12 часть жидкости перетекает в пере устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - ливное устройство, а часть по зазорам разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пред- 5 и 6 вновь поступает в плоские конлагаемое устройство в аксонометрии. 15 тактные каналы 11, т.е. осуществляется

Контактное устройство состоит из ос- репин,"уляция жидкой фазы. Благодаря новация 1 со щелями 2, снабженными с этому время межфазного контакта, а рбеих сторон отбортовками 3, и двух следовательно, и эффективность тепло вертикальных плоскопараллельных плас- .массообмена увеличиваются. При этом, тин 4, установленных с зазором 5 к ос- уф изменяя величину зазоров 5 и 6, мож нованию 1 и с зазором 6 к отбортовке 3. но в каждом коикрел ом случае добитьНад щелями 2 с зазором 7 к основанию 1 ся требуемой стм еии рециркуляции и и с зазором 8 к отбортовке 3 установ- . времени обработки жидкой фазы. лен перевернутый плоскоовальный желоб 9 Проведенный предварительный техиикос отогнутыми внутрь торцовымн кром- 25 экономический расчет позволил выявить ками 10. Верхняя часть плоскоовального . ряд преимуществ предлагаемая контакэжелоба 9 выполнена суживающейся к ного устройства цо сравнению с извес лцентру. Торцовые кромки 10 плоскооваль- ными аппаратами барботвкиого чипа с ного желоба 9 плотно примыкают к вер- кощщчковыми, сеччатыщ, струйнъеюи и тикальным плоскопараллельным пласти- 3О клапанныь и тарелками. Сравнение произ нам 4, образуя с нюаи плоские контакт- . водилось по таким основным Факторайв ные каналы 11, расположенные над щеля- как эффективность, производительность,,ми 2.-Основание 1 и вертикальные плос- диапазон устойчивой работы, гидравли-. копараллельные пластины 4 образуют по- ческое сопротивление, свободное сечение лость 12 для сбора жидкости. тарелки.

Контактное устройство работает следующим образом. За базу сравнения принята колпачкоЖидкость {сплошные стрелки) стекает вая тарелка как наиболее распространенно переливному устройству с вышележа- - ная в производстве. Расчеты показали, щей.тарелки и, растекаясь по основанию 1, что наряду с увеличением эффективности 46 поступает сначала в заэоры 7, а затем в массообмена . производительность гред зазоры 8. Здесь жидкасть подхватывает- лагаемого контактного устройства в 6 раэ ся газовым потоком {пунктирыые стрелки), выпе, чем у колпачковой тарелки, в 4-5

mutopsamw иэ щелей 2, диспергируется и раэавыше,чем у клапанной тарелки, йримувлекае вся вверх по плоским каналам 11, мерно в 4,5 раза выяе, чем у струйной образованным внутренней поверхностью тарелки, свободное сечение в 1,5-2 раза

45 перевернутого плоскоовального желоба 9 вьзие, чем у колпачковой тарелки, в 1,2». с отогнутыми внутрь торцевыми кромка- 1,5 раза выце, чем к клапанной тарелки, . ми 10.и поверхностью-вертикальных .в 1,3 раза выце, чем у струйной тарелплоскопараллельных пластин 4. ки, диапазон устойчивостью работы I 1„5Образовавшиеся гаэожндкостные пото- : 2 раза выше, чем у колпачковой йарелки, as, перемещаясь по плоским каналам 11, в 1,2-1,4 раза выше, чем у шапаниой поворачивают в верхней части плоскооваль тарелки, примерно s 1,5 раза вьцце, ч®а ного желоба 9 навстречу друг другу и у студийной тарелки. Следует также отсоударяются. При этом, эа счет того, метить, что в приведенном сравнении пе . что верхняя часть плоскоовального жело- отражены такие пожикительйые особеииоо ба 9 выполнена суживающейся к центру, yj предлагаемого устройства; как 9тсуч скорость соударяющихся потоков увели п ствие перемешивания и градина жЖ вается, интщ сивность соударения, à зна- кости на тарелка и стабильность массэ

5 1008809 6 обменных характеристик вне зависимости сопередаче со стороны жидкой фазы).от скорости газа и от размеров аппарата. Испытания показали, что при одиыаковой производительности время полной нейтра

На химзаводе им. Л. Я. Карпова лизации гидроокиси бария (т.е. время, (r. Менделеевск) были проведены опыт- s необходимое для полного перехода гидроню-промъциленные испытания предлагаемо окиси бария в углекислщй барий, являюго устройства в процессе карбонизации щийся целевым продуктом) в аппарате с маточных растворов производства гидро- предлагаемыми устройствами уменьшаеъокиси бария отходящими тааочкыми паза- ся в 2-2,5 разу. по сравнению с испы(данный хемосорбиионный процесс лимити- в 3 4 раза по сравнению с насадочной руется диффузионньцч сопротивлением мас- колонной.

2005800

Составитеаь А. Сондор

Редактор Н. Джуган Техред T.Фанта Корректор А. Дзатко . Заказ 1S72/7 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент«, р. Ужгород, ул. Проектная, 4