Тепломассообменный аппарат

 

1. ТЕЕЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ , включающий корпус с патрубками ввода и. вывода фаз, размещенные на валу жидкостные приводы, контактные устройства, сепарационную зону, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона нагру-. зок по газу и жидкости за счет предотвращения уноса капельной жидкости , контактные устройства установлены в сепарационной зоне аппарата и соединены с валом жидкостного привода при помощи зубчатой передачи. 2. Аппарат по п. 1 , отличающийся тем, что контактные устройства выполнены в виде перфорированных цилиндров с фильтрующим слоI ем и снабжены центробежным нагнетателями . сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

69) (11) 4(51} В 01 D 3/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСЯО Ъ/ cwpeTwsCxaV

°

МУ (21) 3591621/23-26 (22) 28.04.83 (46) 15.02.85, Бюл. Р 6 (72) А.П.Шутов, Г.З,Алекперов, М,И.Исмаил-заде, Н,Н,Султанов и Ф.Г.Мустафаев (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по подготовке к транспортировке и переработке природного газа (53) 66.015.23.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 712099, кл, В 01 D 3/30, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 874087, кл. 8 01 D 3/30, 1979. (54)(57) 1, ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус с патрубкаФ ми ввода и. вывода фаз, размещенные на валу жидкостные приводы, контактные устройства, сепарационную зону, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона нагру-. зок по газу и жидкости за счет предотвращения уноса капельной жидкости, контактные устройства установлены в сепарационной зоне аппарата и соединены с валом жидкостного привода при помощи зубчатой передачи, 2, Аппарат по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что контактные устройства выполнены в виде перфорированных цилиндров с фильтрующим слоем и снабжены центробежным нагнета- - Е телями.

1139454

Изобретение относится к газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности и может применяться в массотеплообменных процессах на 5 системе жидкость — газ (пар) .

Известна контактная тарелка, содержащая основание в виде циска, снабженного переточными устройствами и патрубками для прохода газа, 1О

Над патрубками установлены завихрители, выполненные в виде перфорированных цилиндров, снабженных лопастя.ми, Завихрители имеют элементы для подачи жидкости. Газ проходит через (5 патрубки, попадая на лопасти, приводит цилиндры во вращение. Жидкость с верхней тарелки попадает в полость цилиндров, при их вращении диспергируется через перфорации в стен- 2О ках в газовый поток, турбулизированный лопастями, что способствует массообмену (1), Однако рост производительности по газу вызывает интенсивное вращение 25 завихрителей и унос части диспергируемой ими жидкости в виде капель.

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус с расположенными в нем контактными устройст- щ вами. Контактные устройства снабжены жидкостными приводами и соединяющим их трубопроводом с регулятором расхода жидкости. В этом аппарате проконтактировавшая или подаваемая на контакт жидкость по трубопроводу подводится к жидкостным приводам, проходит по ним и приводит во вращение валы жидкостных приводов, Энергия вращения вала передается на кон- 0 тактные устройства, которые преобразуют ее в энергию механического воздействия на контактируемые потоки (2J .

Однако увеличение скорости газового потока в аппарате вызывает унос капельной жидкости иэ аппарата. Целью изобретения является расширение диапазона нагрузок по ". àçó и жидкости за счет предотвращения уно- 50 са капельной жидкости, Указанная цель достигается тем, что в тепломассообменном аппарате, включающем корпус с.патрубками ввода и вывода фаз, размещенные на валу 55 жидкостные приводы, контактные устройства, сепарационную зону, контактные устройства установлены в renapaционной зоне аппарата и соединены с валом жидкостного привода при помощи зубчатой передачи °

Контактные устройства целесообразно выполнять в виде перфорированных цилиндров с фильтрующим слоем и снабжать центробежными нагнетателями °

Конструктивно данный аппарат может быть выполнен вертикальным или горизонтальным, На фиг.1 изображен тепломассообменный аппарат вертикального типа, разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — тепломассообменный аппарат горизонтального типа, разрез; на фиг.4 — тепломассообменный аппарат вертикального типа, в котором для сепарации используется энергия потока жидкости, выводимого иэ аппарата.

Аппарат включает корпус 1, в ðåакционной зоне которого размещены контактные ступени 2 известнь<х конструкций, а в сепарационной зоне расположен жидкостной привод 3, на валу которого установлены статоры 4 и роторы 5, выполненные в виде турбинок, а на выходном конце нала установлено зубчатое колесо 6, входящее в зацепление с шестернями-сателлитами 7, На валу этих шестерен установлены контактные устройства 8, которые могут быть выполнены в виде фильтра, представляющего.перфорированную трубку 9 с фильтрующим слоем

10, Фильтрующий слой !О имеет большое проходное сечение и может быть выполнен в виде сетчатой насадки, Контактное устройство может быть д1>угой извес" НОЙ .конструкции, Контактное устройство снабжено центробежным нагнетателем 11, Аппарат снабжен двумя штуцерами

12 и 13 для ввода жидкости, соединенными между собой трубопроводом 14. с регулягором 15 расхода жидкости, Штуцер 12 соединен трубопроводом с жидкостным приводом 3.

Б аппарате горизонтального типа вал жидкостного привода 3 связан с валом контактного устройства 8, двухступенчатой кончческой зубчатой передачеч и трансмиссионным валом

16. Первая ступень содержит зубчатую пару 1/ и 18, а вторая ступень — эчячатую пару 19 и 20, 1139454 4. Жидкостной привод 3 расположен в сливной емкости 21 соединенной с корпусом 1 аппарата при помощи слив ных патрубков 22.

Сливная емкость снабжена штуцерами 23 и 24 для вывода жидкости, сое-. диненными между собой трубопроводом

25 с регулятором 26 расхода.

Предлагаемый аппарат вертикального типа (фиг.1) работает следующим образом.

Газ поступает в аппарат и движется вверх, контактируя с жидкостью, поступающей вниз на контактных ступенях 2. Жидкость подается в верхнюю часть аппарата по трубопроводу, через штуцера 12 и 13.

Жидкость, поступающая в штуцер

12, проходит по жидкостному приводу 3 и приводит контактные устройства 8 и центробежные нагнетатели 11 во вращение.

Интенсивность вращения зависит от количества жидкости, проходящей по жидкостному приводу, которое регулируется при помощи регулятора расхода 15. Увеличение или уменьшение расхода жидкости через регулятор 15 и штуцер 13 вызывает соответственно уменьшение или увеличение расхода ее через трубопровод 14 и жидкостной привод 3.

Контактные устройства 8 и нагнетатели 11 приводятся во вращение следующим образом, Жидкость поступает в корпус жидкостного привода 3 и проходит через статоры 4, которые своими турбинками направляют жидкостной поток на турбинки роторов 5. При этом роторы и закрепленный в них вал подшипников приводятся во вращение, используя центральное кольцо статоров в роли подшипников скольжения. Вращение вала жидкостного привода передается при помощи зубчатых колес 6 и шестерен-сателлитов 7 на контактные устройства 8 и нагнетатели 11.

Газ с захваченной на контактных ступенях 2 капелькой жидкостью попадает на лопасти центробежного нагнетателя II где происходит отбой капель за счет центробежной силы, Газ проходит через фильтрующий слой

10, перфорации трубы 9 контактного устройства 8 и выводится из аппарата. Фильтрующий слой коагулирует мелкие капли жидкости и эа счет количества жидкости, проходящеи че рез жидкостной привод, Это количество жидкости регулируется путем час4С тичного отвода ее иэ сливной емкости 21 через штуцер 23 по трубопроводу 25 при помощи регулятора 26 расхода жидкости, . ппарат вертикального типа (фиг.4) работает по аналогии с аппаратом горизонтального типа (фиг,31 исполь( зуя для сепарации энергию проконтактировавшей жидкости, Байпасные линии для газа и жидкос ти позволяют производить ремонт сепарационной зоны, вынесенной из àïïàрата, и жидкостного привода без остановки самого аппарата, работающего его этом в режиме без брызгоуноса (при меньшей производительности).

Частота вращения центробежных нагнетателей 11 и контактных устройств

r>e центробежной силы отбрасывает ее к стенкам аппарата, по которым она стекает в реакционную зону.

Большое проходное сечение фильтрующего слоя способствует уменьшению габаритов контактных устройств и потерь давлений газового потока.

Центробежные нагнетатели 11 не только отбивают крупные капли жидкости, 1С но и нагнетают газовый поток по ходу

его движения в аппарате, способствуя этим уменьшению потерь давления в аппарате. Нагнетательная способность центробежных нагнетателей может быть увеличена редуцированием эа счет установки дополнительных зубчатых передач.

Установка нагнетателей в сепарационной зоне между ступенями контакта способствует уменьшению потерь давления на этих ступенях, В аппарате горизонтального типа (фиг.3) проконтактировавшая жидкость сливается по патрубкам 22 в сливную емкость 21, поступает в жидкостной привод 3 и, двигаясь по нему, приводит во вращение вал привода. Вращение вала передается при помощи двух зубчатых конических пар 17, 18 и 19, 20 на контактное устройство 8 и центробежный нагнетатель 11.

Уносимые газом капли жидкости отбиваются центробежным нагнетателем

11 и контактным устройством 8 и по- падают в сливную емкость 21.

Число оборотов контактного устройства 8 и нагнетателя ll зависит от

1139454

8 регулируется изменением расхода жидкости через байпасную линию.

Эффективность работы сепарационного узла аппарата зависит от.энер. гии жидкости, которую можно использовать для целей сепарации.

Таким образом, установка B сепа\ рационных зонах тепломассообменных аппаратов контактных устройств 8 и центробежных нагнетателей ll позволит предотвратить укос жидкости из аппарата, расширить диапазон нагрузок по газу и жидкости и уменьшить потерю давления газового потока, причем это можно осуществить, утилизируя энергию жидкого потока, которая обычно теряется, 5

Использование энергии контактируемой жидкости для целей сепарации позволит применять в процессах с меняющимися нагрузками по газу и жидкости, например, в газовой промышленности вертикальные аппараты, работающие в режиме инверсии фаэ, и горизонтальные прямоточные аппараты.

1139454

1139454

1139454

77 /8

5айЛиСИая Лииия длЯ p uA ocme

Ф 4

Составитель Г.урусова

Техред З.Палий Корректор И.Эрдейи

Редактор М.Циткина

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

Заказ 166/4 Тира 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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