Массообменный аппарат

 

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов и расположенные в нем вертикальные решетки и гофрированные перегородки, соединенные вершинами гофр с вертикальными решетками , отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена путем более равномерного распределения фаз в зонах контакта и увеличения допустимой рабочей скорости газа, вертикальные решетки вьтолнены из перфорированных трубок, имею цих в поперечных сечениях форму овалов , большие.оси которых взаимно перпендикулярны по высоте.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) В 01 D 3 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У" q

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3455593/23-26 (22) 22.06.82 (46) 07.07.84, Бюл. и 25 (72) Н.П. Болгов, З.А. Лагутина, Ю.Н. Лебедев и Н.И. Гречаный (71) Казахский химико-технологический институт (53) 66.015.23.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 218118, кл. В 01 D 53/18, 1968.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 394068, кл. В 01 D 53/18, 1973. (54) (57) ИАССООБИЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов и расположенные в нем вертикальные решетки и гофрированные перегородки, соединенные вершинами гофр с вертикальными решетками, о т л и ч а ю ta и и с я тем, что, с целью. интенсификации массообмена путем более равномерного распределения фаз в зонах контакта и увеличения допустимой рабочей скорости газа, вертикальные решетки выполнены из перфорированных трубок, имеющих в поперечных сечениях форму овалов, большие,оси которых взаимно перпендикулярны по высоте.

1101245

Изобретение относится к контактным устройствам для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, работающим по принципу прямоточного взаимодействия фаз в зоне контакта при сохранении их противотока в целом по . аппарату, и может быть использовано

В химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промьппленности для осуществления процессов,абсорб- lO ции, десорбции, ректификации и т.п.

Известен многокамерный массообменный аппарат, состоящий из вертикального корпуса, снабженного вертикальными контактными и прикрепленными к 15 стенкам наклонными сливными перегородками, причем контактные перегородки выполнены из двух листов, снабженных соплами, направленными навстречу друг другу или в одну сторо- 20 .у (17 . Однако этот аппарат имеет небольшую пропускную способность, так как работа пары сопел в режиме подсасывания жидкости газовым потоком (эжек- 25 ции) приводит к диспергированию жидкости на очень мелкие капли, легко уносимые потоком газа. Таким обра= зом, понижается верхний предел допустимой нагрузки по газу. ЗО

Кроме того, аппарат имеет большое гидравлическое сопротивление, так как использование каждой пари сопел в качестве мнкроэжектора диктует необходимость выполнения контактных пере"35 городок с небольшим свободным сечением, .Изготовление вертикальных контактных перегородок усложнено трудностью достижения высокой точности совме- 40 щения сопел обеих пластин даже при использовании метода штамповки.

Известен многокамерный массобменный аппарат с вертикальными решетками. между которыми расположены гофрирован-45 ные перегородки таким образом, что каждая пара соседних перегородок образует зигзагообразный канал (2J .

Контакт между жидкостью и газом в известном аппарате осуществляется путем разбрызгивания стекающей по вертикальной решетке жидкостной пленки газом, проходящим через отверстия решетки . При большом свободном сечении решетки аппарат характеризуется 55 небольшим гидравлическим сопротивлением и высокой пропускной способностью.

Однако в известном аппарате пленка жидкости полностью отрывается по поверхности решетки потоком газа вблизи вершин зигзагов, что приводит к. неоднородности структуры потоков в контактных камерах, а именно: капли жидкости движутся узким факелом перекрестно к поднимающемуся потоку газа и занимают небольшую часть объема камер, основной поток газа взаимодействует с жидкостью лишь на небольшом отрезке своего пути в камере, равном размеру факела по вертикали. Вследствие этого в известном аппарате не полностью используется рабочий объем и недостаточно высока объемная эффективность массообмена. Цель изобретения — интенсификация массообмена путем более равномерного распределения фаз в зонах контакта и увеличение допустимой рабочей скорости газа.

Поставленная цель достигается тем, что в массообменном аппарате, содержащем корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов и расположенные в нем вертикальные решетки и гофрированные перегородки, соединенные вершинами гофр с вертикальными решетками, последние выполнены из перфорированных трубок, имеющих в поперечных сечениях форму овалов, большие оси которых взаимно перпендикулярны по высоте.

Применение трубок — дешевых стандартных деталей массового выпуска упрощает и удешевляет изготовление вертикальных контактных перегородок.

Выполнение трубок с сечением в форме овала, большая ось которого в верхней части контактной камеры перпендикулярна а в нижней части парал.лельна плоскости решетки, поэволяет1 изменяя соотношение размеров большей ! и меньшей осей овала, подбирать на иболее .выгодное свободное сечение решетки и упрощает конструкцию соединения трубок между собой в зоне перелива. .На фиг. 1 изображен предлагаемыи аппарат, вертикальный разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез

Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 — сечение

В-В на фиг. 2; на фиг. 6 — разрез

Г-Г на фиг. 2.

Аппарат содержит корпус со штуцерами для ввода и вывода газа и

3 ° 1101 жидкости, распределитель жидкости (не показаны), вертикальные решетки 1 из перфорированных трубок 2, гофрированные перегородки 3, расположенные Между решетками таким образом, что каждая пара,перегородок образует зигзагообразный канал, а полость аппарата разделена на контактные камеры 4. Вертикальные перфорированные трубки 2 в точках 5 разделены на несообщающиеся друг с другом участки. Отверстия 6 в трубках 2 для подачи жидкости в контактную камеру 4 расположены на боковых (по отношению к направлению потока аза через решетку) стенках трубок, но могут. располагаться на лобовых или задних стенках трубок. В верхней части контактных камер между трубками имеются проходы 7 для газа.

В нижней части каждой контактной камеры трубки соединены между собой и с кромкой сливной перегородки без зазора так, что образуют переливкой карман 8 рпя накопления в нем отсепарированной жидкости и ее равномерного распределения вдоль решетки 1.

Отверстия 9 трубок в полости переливного кармана 10 расположены со стороны сливной перегородки и служат для подачи жидкости внутрь трубок.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость. с помощью распределите,ля (не показана) подается в трубки

245 4

2 и через их отверстия 6 поступает в ниде струек, распадающихся на капли, в контактные камеры 4, где взаимодействует с потоком газа, образуя интенсивно турбулизованную газожидкостную смесь, в которой и происходит массообмен.

Подхваченные газовым потоком капли жидкости сепарируются на гофрированных перегородках 3 н стекают в-нижнюю часть контактнои камеры, откуда через отверстия 9 поступают внутрь трубок 2 и по ним транспортируются

:,в нижерасположенную контактную камеру.

0 . Газ поступает в аппарат снизу, поднимается вверх.по зигзагообразным каналам, многократно пересекает вертикальную .решетку 1 и каждый раз диспергирует при этом струйки жидкости.

Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известным. являются повышение эффективности массообмена и равномерности взаимодействия фаз, снижение гидравлического сопротивления и энергозатрат на проведение процесса, увеличение пропускной. способности по газовой фазе, упро- щение конструкции и облегчение изготовления, а также увеличение произ- водительности по газовой фазе, резкое снижение металлоемкости корпуса, росч производительности труда и экономии трудовых ресурсов.

Фиг 5

ВНИИПИ Заказ 469.3/4

Тираж 682 Подписное

Фи. ил.1 П1 П "Патент", г. Уа ор д. ул. Проектная, 4

Фиг. д

b-5