Массообменный аппарат

 

1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус, установленньй вн ри него с возможностью вращения бар бан с лопатками, продольными ребрами и отверстиями для прохода фаз, загрузочный бункер, патрубки ввода ю 4 4 и вывода газа, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности массообмена за счет увеличения времени контакта фаз и снижения гидравлического сопротивления , отверстия для прохода фаз в барабане выполнены со стороны, противоположной загрузочному бункеру,. нижняя часть которого снабжена направляющей с жалюзийными отверстиями, размещенной в барабане, при этом корпус снабжен размещенными на внутренней поверхности ковшами и установлен с возможностью вращения в направлении , противоположном направлению вращения барабана вокруг оси, размещенной под углом к оси вращения барабана.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Ы3 „1142144

4(51) В 01 D 53/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ -- -:. (21) 3550044/23-26 (22) 07.02.83 (46) 28.02.85. Бюл. №- 8 (72) И.М.Зинченко, С.Н.Хлюпин, В.Ш.Моин, А.А.Ерин и Г.А.Сумалинский (71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (53) 66.974,7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 597410, кл. В 01 .7 8! 10, 1975. (54) (57) 1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус, установленный внутри него с возможностью вращения барабан с лопатками, продольными ребрами и отверстиями для прохода фаз, загрузочный бункер, патрубки ввода и вывода газа, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности массообмена за счет увеличения времени контакта фаз и снижения гидравлического сопротивления, отверстия для прохода фаз в барабане выполнены со стороны, противоположной загрузочному бункеру,, нижняя часть которого снабжена направляющей с жалюзийными отверстиями, размещенной в барабане, при этом корпус снабжен размещенными на внутренней поверхности ковшами и установлен с возможностью вращения в на правлении, противоположном направлению вращения барабана вокруг оси, размещенной под углом к оси вращения барабана.

1142144

2. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, часть лопаток расположена у кромки отверстий т

Изобретение относится к конструкции аппаратов для осуществления процессов в системе газ — твердое

Вещество, например адсорбционного поглощения газообразных коь лонен- 5 тов.

Известен масообменный аппарат, установлепный внутри него с возможностью Вращения, барабан с лопатками, продольпьгми ребрами и отверстиями для прохода фаз, загрузочный бункер, патрубки ввода и вывода га.— за 1 3.

Однако и=честное у-стройство характеризуется недостаточной эффективнос-1» тью H высоким гидравлическим сопротивлением, Вызванньгм многократным изменением направления движения Газового потока в аппарате. Еонструкция

HP ПОЗВОЛЯЕТ ОСУЩЕСТВИТЬ ВЫСОКУЮ степень массообмена между газом и твердым материалом но всему сечению аппарата, так как в. основном взаимодействие будет происходит в нижней части конструкции.

Цель изобретения — повышение эффективности масообмена за счет увеличения времени контакта фаз и сниже-. ния гидравлического сопротивления, ЗО

Поставленная цель достигается тем, что В известном устройстве, содержащем корпус с вращающимся барабаном с лопатками, продольными ребрами и отверстиями для прохода фаз, загру- З5 зочный бункер и петрушки ввода и Вывода фаз, отверстия для прохода фаз в барабане .выполнены со стороны„ противоположной загрузочному бункеру, нижняя часть, которого снабжена направляющей с жалюзийными отверстиями, размещенной в барабане„ при этом корпус снабжен размещенными на внут-. ренней поверхности ковшами и установлен с Возможностью вращения В направлении, противоположном направлению вращения барабана вокруг оси, для прохода фаз со смещением вдоль оси.барабана в сторону загрузочного бункера.

2 размещенной под углом к оси вращения барабана.

Часть лопаток расположена у кромки отверстий для прохода фаз со смещением вдоль оси барабана в сторону загрузочного бункера.

Отверстия в барабане для прохода контактирующих фаз выполнены в тор-. це> протиВОполОжном загрузОчному.

Лопатки последнего ряда в барабане расположены над отверстиями наполовину их длины..

Лопатки Выполнены в виде ковшей.

8 штуцере для подвода твердой фазы

Одна нз его стенок выполнена перфорированной для выхода газа.

Барабан и корпус установлены не сооспо.

Выполнение аппарата в виде врашающегося корпуса с установленным внутри него барабаном, Вращающимся в противоположном направлении,позволяет уменьшить примерно в два раза длину установки при повышении эффективности массообмсна. Снабжение внутренней поверхности корпуса ковшами интенсифицирует перемешивание твердой фазы1 улучшает контакт ее с газовой фазой. Отверстия в барабане для прохода твердой фазы в корпус и газа из корпуса в барабан выполнены в торце барабана с целью увеличения пути прохождения твердой фазы, т.е. увеличения времени контакта фаз.

Предлагаемая конструкция массообменного аппарата имеет меньшую длину, обладает меньшим гидравлическим сопротивлением при большей эффективности массообмена и позволяет использовать мелкодисперсные поглотители.

На фиг. 1 изображен предложенный апаарат, продольный разрез; на фиг.2 — вид А в аксонометрии; »а фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.!; на 1 1 42144 фиг.5 — вид Г на фиг.l, на фиг.6 вид Г фиг.1, в аксонометрии.

Аппарат состоит из установленного наклонно вращающегося корпуса 1, гередней разгрузочной неподвижнбй го- 5 ловки 2 с входным патрубком для газа 3 и разгрузочным патрубком 4, задней неподвижной головки 5, опорных узлов 6, уплотнений (сальниковых или лабиринтных) 7, привода 8 и ковшей 9.

Внутри корпуса аппарата наклонно установлен вращающийся барабан 10, снабженный передней загрузочной неподвижной головкой 11 с выходным пат- 15 рубком для газа 12, загрузочным бун- кером 13 с перфорированной направляющей 14 для адсорбента и клапанами для сброса давления 15. На внутренней поверхности барабана установлены 20 лопатки 16, на внешней поверхности барабана, в той части его, которая расположена внутри корпуса, установлены ребра 17 для более полного перемешивания поглотителя. Внутренний барабан также снабжен глухой поперечной перегородкой 18, отверстиями 19 уплотнениями (сальниковыми или лабиринтными) 20, опорными узлами 21 и приводом 22. Последний ряд лопаток 1630 в барабане расположен со смещением относительно наполовину отверстий.

Аппарат работает следующим образом.

Твердый поглотитель из бункера 13 по наклонной перфорированной направляющей 14 поступает в нижнюю часть внутреннего вращающегося барабана 10, установленного под углом к горизонтали. Лопатки 16, установленные íà 4g внутренней поверхности барабана, за- . хватывают поглотитель и, поворачиваясь вместе с барабаном, постепенно высыпают набранный поглотитель. Таким образом в барабане образуется сплошная завеса из свободно падающих частиц адсорбента на пути газовой фазы. Для полного перекрытия площади сечения барабана падающим адсорбентом лопатки 16, имеющие определенную длину, необходимо расположить в шахматном порядке или сдвигать последующие ряды ковшей на несколько градусов. При таких условиях работы адсорбент перемещается вдоль корпуса барабана и через отверстия выводится во вращающийся корпус l. Здесь ковши 9, установленные на внутренней поверхности корпуса, захватывают по- глотитель и, поворачиваясь вместе с барабаном, постепенно перемешивают его. Таким образом в корпусе 1 происходит перемещение поглотителя, аналогичное перемещению и перемешиванию его во внутреннем вращающемся барабане 10.

Наличие ребер 17 на внешней части барабана 10 и вращение корпуса и барабана 10 в разные стороны способствует интенсивному перемешиванию поглотителя. Этому способствует и то, что у кромки отверстий 19 расположен ряд лопаток 16, причем их расположение перекрывает частично длину кажцого выпускного окна.

Расположение последнего ряда лопаток во внутреннем барабане под выходными отверстиями со смещением, позволяет распределить высыпающийся материал по всей длине выпускного окна, в противном случае сыпучий компонент пересыпался бы через передний край окна, создать завесу па— дающего материала на выходе из внутреннего барабана во внешний (корпус), что способствует усилению массообмена в аппарате, исключить высыпание материала из лопаток за пределы выпускных окон внутреннего барабана в его торцовую часть.

Насыщенный адсорбент выводится из аппарата через разгрузочный бункер 4. Газовый поток через входной штуцер для газа 3 поступает во вращающийся корпус 1 и вступае: во взаимодействие со сплошной завесой из свободно падающих частиц поглотителя, при этом создается противоток газовой и твердой фаз, что приводит к интенсификации процесса поглощения. Далее газовый поток через отверстия 19 поступает во внутренний вращающийся барабан 10, где снова происходит взаимодействие газовой и твердой фаз в аналогичных условиях и затем газовый поток проходит через слой поступающего по перфорированной направляющей 14 свежего адсорбента, где происходит доочистка газового потока от поглощаемых компонен-. тов и одновременно очистка его от мелких пылевидных частиц поглотителя.

Далее очищенный газовый поток через патрубок l2 выводится из аппарата.

Предлагаемая конструкция аппарата по сравнению с прототипом позволяет 1142144 осуществлять эффективный процесс поглощения газов за. счет создания падающего сплошного слоя адсорбента, противотока газовой и твердой фаз, увеличенйя времени контакта твердой и газовой фаз и доочистки в скользящем слое адсорбента по направляющей перфорированной стенке загрузочного бункера, а следовательно, уменьшить габариты установки, исключить слипание твердого поглотитедя и запыление газового потока на выходе из.аппарата. Исключение многократного изменения направления газового потока, которое имеет место в прототипе, позволит значительно уменьшить гидравлическое сопротивление аппарата, а следовательно, roçдаст возможность испопьэования аппарата для очистки хвостовых газов.

Конструкция предлагаемого аппарата более компактна и позволяет осуществлять процесс массообмена с меньшим гидравлическим сопротивлением при.повышении эффективности массооб— ,мена.

) 142144

17

fO фиу. 9

I 142144

Составитель Л.Энштейн

Редактор Л.Авраменко Техред С.Мигунова Корректор O.Òèãîð . Заказ 595/7 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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