Контактное устройство для тепломассообменных аппаратов

 

1. КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТ ВО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ , включающее корпус с закрепленг-ным на нем попотнок, контактную ка меру , эави фигель с прорезями, закрепленный на полотне, и отбойную перегородку, отличающееся тем, что, с . целью интенсификации массообмена путем улучшения сепарации фаз и уменьшения брызгс носа к увеличения производительности аппарата, контактная камера расположена перед завнхрителем, последний выполнен в виде конуса, переходящего в овлиндр , снабжен языками, прикрепленными к прорезям и расположенными в конической части вовнутрь, а в цилиндрической части наружу, и устройство снабжено заходящими один в другой соосно размешенными относительно цилиндрической част патрубками. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что в контактной камере с ;установпено распыпнвающее устройство.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U;„, 1057056 А

3(я) В 01 D 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНф

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ (21) 3483019/23-26 (22 ) 10.08.82 (46) 30.11.83. Бкп. И 44 (72) М.А.Берлин, В.Ф.Сокопенко, P,À.Êîðîáêî, А.IO.Аджиев и Г.И.Белоусова (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт цо переработке газа (53 ) 66.015.23 (088.8) (56) 1, Патент США М 3364656, кл. 26 1-114, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 572272, кл. В 01 3) э/26, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Ж 608544, кл, В 01 D 53/18, 1972.

4, Авторское свидетельство СССР

N 257432, кл. В 01 Р 3/28, 1969. (54)(57) 1. КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТ

ВО ЛЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, включаюшее корпус с закреплен.-. ным на нем полотном, - контактную ка меру, завихритель с йрорезями, aazpenaea« ный на полотне, н отбойную перегородку, о г л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации массообмена путем улучшения сепарации фаз и уменьшения брызгоуноса и увеличения рои ности аппарата, контактная камера расположена перед завихригелем, последний выполнен в виде конуса, переходящего в цилиндр, снабжен языками, прикрепленными к прорезям и расположенными в конической части вовнутрь, а в цилиндрической части наружу, и устройство снабжено заходящими один в другой соосно размещенными относительно цилиндрической часы Е па трубками.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что в контактной камере установпено распыпиваюшее устройство.

56 2

Так как l3JIs! диспергирования жидкости необходима высокая скорость движения газового потока в эавихрителе (80100 м/c), а для сепарации фаэ - умеренная скорость (20-40 м/с), то такое устройство не решает полностью задачу создания развитой поверхности контакта и условия для сепарации

11ель изобретения улучшение сепарации фаз, увеличение производительности .аппарата, а также интенсификация массообмена за счет создания развитой поверхности контакта фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в контактном устройстве, включающем корпус с закрепленным на нем полотном, контактную камеру, завихритель с танген циальными прорезями, закрепленный на полотне, и отбойную перегородку, контактная камера расположена перед эавихрителем, последний выполнен в виде конуса, переходящего в цилиндр, снабжен

i языками„прикрепленными к прорезям и расположенными в конической части вовнутрь, а в цилиндрической части наружу-, и устройство снабжено заходящими один в другой соосно размещенными относительноо цилиндрической час ти па трубками.

Кроме того, в контактной камере установлено распыливаюшее устройство.

На чертеже изображено контактное ус тройс тво.

В цилиндрическом корпусе 1 на полотне 2 установлен конусообразный завихритель 3 с тайгециальными прорезями язычкового типа, обращенными вовнутрь, переходящий в цилиндрическую часть 4, на которой выполнены прорези язычкового типа, обращенные наружу. Высота цилиндрической части 4 равна 1,5-2,0д, Соосно с цилиндрической частью 4 на расстоянии 0,1-0,3 <9 (Д- диаметр пилиндрической части) от нее установлены два патрубка сначала меньший патрубок 5 диаметром 0,6-0,78 и высотой 1,0-2,08 затем больший патрубок 6 диаметром ol u высотой 0,5-1,5 8. Патрубок 5 расположен в патрубке 6 на расстоянии равном

0,3-0,5с1 .Патрубок 6 соединен с отбойником 7, Для вывода жидкости иэ контактной ступени служит труба 8, а для ввода жидкости в зону контакта — форсунка 9, Между патрубками 5 и 6 имеется шелевой зазор 10, а между патрубком 5 и цилиндрической частью 4 - шелевой зазор 11, Между корпусом 1 и цилиндрической частью 4 находится камера 12 для сбора жидкости, а между корпусом 1. и патS 10570

Изобретение относится к контактным устройствам для проведения процессов тенпомассообмена, работающих по принципу прямоточного взаимодействия фаз в зоне контакта, и может быть использовано в химической, нефтяной и газоперерабатываюшей отраслях промышленности, в частности в процессах очистки газа от кислых компонентов и процессах ректификаци и. 10

Массообменное устройство должно обеспечивать как можно большую поверхность контакта для взаимодействия двух фаз и последующее разделение их с минимальным уносом жидкой фазы газовым пото- 15 ком, Кроме того, для агрессивных сред, которые требуют применения легированных металлов, устройство должно быть компактным и неметаллоемким.

Известно кон тактное устройство, со- 20 держащее форсунки для распыления жид. кости в зоне контакта и насадку для коагуляции мелких капель и отделения жидкости от газа. j1 g

Разделение гаэожидкос тного потока в такой конструкции происходит за счет гравитационных сил, что ограничивает скорость газа, Известно также контактное устройство, содержащее контактные патрубки с эакру- 30 чивателями, элементы для подвода жидкости, отбойное устройство для рециркуляции газа. Разделение гаэожидкостного потока в такой конструкции происходит за сч- т вращения газожидкостного: потока (2.3 .

Однако указанное контактное устройство не обеспечивает развитой поверхности контакта.

Известно контактное устройство, включающее форсунку для распыления жидкости, 40 камеру смешения и сепаратор (- g .

Такое устройство обеспечивает эффективный контакт и сепарацию фаз, но имеет большие габариты.

Наиболее близким по технической суш45 ности к предлагаемому является контакте ное устройство, включающее в себя завих», ритель в виде стакана с тангенциальными . прорезями, контактную камеру со щелями в нижней и верхней частях, отбойную перегородку и полотно, закрепленное на корпу50 се тарелки. Завихритель в данном контакт ном устройстве служит двум целям; с одной стороны, он диспергирует жидкость, создавая поверхность контакта, с другой стороны, он создает вращательное движение газожидкостного потока, за счет которого осушествпч"=тся разделение фаз после контакта (4 ), 1057056

3 рубками 5 и 6 - камера 13 вторичной сепарации. Конусообразный эавихритель

3 выполнен с диаметром меньшего основания 0,3-0,5д"и угпом конусности 40-70з

Контактное устройство работает следу- 5 юшим образом.

Газовый поток подается в корпус 1.

Навстречу газовому потоку подают жидкость, распыленную форсункой 9, в результате контакта происходит массообмен tp межщ фазами, llaaee мелкие частицы жидкости попадают на поверхность конусообразного завихрителя 3, где они коагулируют и вместе с газом проходят через тангенциально расположенные прорези 15 язычкового типа. Вращаюшийся газожидкостный поток формируется в цилиндрической части 4, где происходит расслоение фаэ эа счет центробежных сил. Dance центральная часть газового потока отби- 20 рается от общего потока патрубком 5 и поступает на следующую ступень через патрубок 6. Часть жидкости выводится через прорези цилиндрической части 4 в камеру 12, остальная жидкость вместе с 25 периферийной частью газового потека через зазор 11 поступает в камеру 13 вторичной сепарации, где скорость газа падает и за счет сил гравитации происходит отделение жидкости от газа, который за- gp тем через шелевой зазор 10 вводится в основной поток газа на следуюшую ступень. Жидкость после отделения от газа выводится через трубу 8.

В настоящее время абсорберы с рас,35 пылением жидкости в зоне контакта широ- ко испопьэуются эа рубежом. В нашей стране эксплуатируются аппараты фирмы

Гаэелан" производства ОР, в которых массообмен осуществляется в зоне рас4 пыла абсорбента, коагуляция капель происходит на насадочном материале, а сепарация фаз происходит за счет сил гравитациии, Технико-економическая эффективность предлагаемого контактного устройства заключается в том, что для сепарации используются центробежные силы, возникаюшие в завнхрителе, который позволяет ! скоагулировать распыленные частицы жидкости и тем самым более эффективно сепарировать жидкость, введенную в зону контакта в туманообразном состоянии.

Сеперацию фаз осуществляют в два этапа: с отбором центрального потока газа после первой ступени сепарации, который не содержит жидкость и дополнительную сепарацию периферийного потока газа в камере вторичной сепарации, что позволяет повысить эффективность сепарации при больших нагрузках по газу и жидкости.

Предлагаемая конструкция устойчиво работает в диапазоне скоростей по газу ог 10 до 30 м/с на полное сечение аппаратаа.

Для сушки 1 млрд. мЗ газа в год необходимо шесть установок осушки газа фирмы Газелан производи тельностью

175 тыс, м /год. Йпя осушки того же

3 количества газа с испощ зованием предлагаемого контактного устройства потребуется три установки. Строительно-монтажные работы одной установки составляют 40 тыс.руб., а трех установок 120 тыс.руб. Следовательно, при монтаже установок осушки с использованием предлагаемого контактного устройства будет сэкономлено 120 тыс.руб.

1057056.

11

Составитель С.Баранова

Редактор А.Мотыль Техред И, Метелева Корректор С.Шекмар

Заказ 9432/7 Тираж 688 . Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент" г, Ужгород, ул. Проектная, 4