Массообменный аппарат

 

1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, имеющий корпус, контактный элемент, снабженньй спиралеобразной вставкой, входной и выходной патрубки, ороситель , отличающийся тем,ЧТО, с целью повьшения эффективности массопередачи, обеспечения устойчивой работы путем создания двухступенчатого контактирования жидкости и газа, он снабжен конической обечайкой, меньшее основание которой соединено с нижней частью контактного элемента, а большее основание отбортовано в сторону корпуса и образует с ним кольцевой зазор, а ороситель установлен внутри контактного элемента и снабжен отбойным элементом, установленньм в месте соединения нижней части контактного элемента с меньшим основанием конической обечайки, при этом спиралеобразная вставка проходит по всей высоте контактного элемента вокруг оросителя с выходом одного витка за верхнюю часть контактного элемента. 2.Аппарат по п.1, отличающийся тем, что корпус (Л снабжен переточными трубками и коллектором жидкости, установленным в средней его части между большим основанием конической обечайки и стенкой корпуса. 3.Аппарат по пп.. 1 и ., о тличающийся тем, что кол4 . лектор соединен переточным трубкаCXD ми с основанием выходного патрубка. . ij ел

СС803 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3690710/ 23-26 (22) 16.01.84 (46) 07.03.85. Бюл. N - 9 (72) Э.И. Левданский, И.М. Плехов и M.Â. Самойлов (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. С.M. Кирова (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 580868, кл. В 01 D 3/30, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 545365, кл. В 01 D 3/30, 1977 (прототип). (54)(57) 1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, имеющий корпус, контактный элемент, снабженный спиралеобразной вставкой, входной и выходной патрубки, ороситель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массопередачи, обеспечения устойчивой работы путем создания двухступенчатого контактирования жидкости и газа, он снабжен конической обечайкой, меньшее основание ко„„SU„„1143445 А

4(5 ) В 01 D 53/18, 47/06 торой соединено с нижней частью контактного элемента, а большее основание отбортовано в сторону корпуса и образует с ним кольцевой зазор, а ороситель установлен внутри контактного элемента и снабжен отбойным элементом, установленным в месте соединения нижней части контактного элемента с меньшим основанием конической обечайки, при этом спиралеобразная вставка проходит по всей высоте контактного элемента вокруг оросителя с выходом одного витка за верхнюю часть контактного элемента.

2. Аппарат по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что корпус снабжен переточными трубками и коллектором жидкости, установленным в средней его части между большим основанием конической обечайки и стенкой корпуса.

3. Аппарат по пп.. t и 7, о тл и ч а ю шийся тем, что коллектор соединен переточными трубками с основанием выходного патрубка.

1143445

10!

20

30

40

Изобретение относится к химичес1 кой технике, а именно к аппаратурному оформлению процессов абсорбции, охлаждения и мокрой очистки газов.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с тарелками, снабженными контактными устройствами, выполненными в виде цилиндрических обечаек, снабженных в верхних частях отбойниками, а в нижних — завихрителями и расположенными по центру переливными трубками. При этом нижняя часть каждой цилиндрической обечайки выполнена с окном, а средняя часть выполнена с вертикальными прорезями 1) .

Недостатком данного устройства . является его низкая эффективность за счет неполного использования объема контактного элемента для проведения тепломассообмена. Эффективное контактирование газа и жидкости происходит лишь в нижней части контактного элемента (в зоне завихрителя. Средняя часть контактного элемента, снабженная вертикальными прорезями, и верхняя часть,снабженная отбойником, играют роль брызгоотделителя. Кроме того, при наличии в газовой фазе твердых частиц возможно забивание завихрителя контактного элемейта, так как жидкость подается в элемент над завихрителем и последний не промывается жидкостью, что сказывается на устойчивости работы аппарата.

Наиболее близкой к изобретению является конструкция массообменного устройства, состоящего из корпуса, контактного элемента, снабженного спиралеобразной вставкой, входного и выходного патрубков,оросителя.

Спиралеобразная вставка выполнена в виде пакета труб. Оросителем является форсунка f2) .

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность из-за неполного использования объема контактного элемента для проведения тепломассообмена. Капли жидкости, подаваемой через форсунку, подхватываются восходящим газовым потоком и интенсивно контактируют с ним, лишь проходя спиралеобразный пакет труб. Оставшийся объем контактного устройства используется лишь для сепарации капель. Таким образом, спиралеобразный пакет труб (вставка) занимает менее трети полезного объема аппарата и в то же время обладает большим гидравлическим сопротивлением. Кроме того, массообменное устройство не может устойчиво работать с запыленным газовым потоком ввиду возможной забивки пакета труб отложениями пыли.

Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи, обеспечение устойчивой работы пу-. тем создания двухступенчатого контактирования жидкости и газа.

Указанная цель достигается тем, что массообменный аппарат, имеющий корпус, контактный элемент,снабженный спиралеобразной вставкой, входной и выходной патрубки, ороситель, снабжен конической обечайкой, меньшее основание которой соединено с нижней частью контактного элемента, а большее основание отбортовано в сторону корпуса и образует с ним кольцевой зазор, а ороситель установлен внутри контактного элемента и снабжен отбойным элементом, установленным в месте соединения нижней части контактного элемента с меньшим основанием конической обе- . чайки, при этом спиралеобразная вставка проходит по всей высоте контактного элемента вокруг оросителя с выходом одного витка за верхнюю часть контактного элемента. Корпус снабжен переточными труб— ками и коллектором жидкости, установленным в средней его части между большим основанием конической обечайки и стенкой корпуса. Коллектор соединен переточными трубками с основанием .выходного патрубка.

На чертеже показан массообменный аппарат.

Массообменный аппарат включает корпус 1 с входным патрубком 2, выходным патрубком 3 и расположенным в нижней части штуцером 4 для отвода шлама. К корпусу 1 крепится контактный элемент S внутри которого установлена спиралеобразная вставка 6, проходящая по всей высо те контактного элемента 5 с выходом одного витка за его верхнюю часть.

Нижняя часть контактного элемента 5 соединена с меньшим основанием конической обечайки 7, большее ос143445 4 тивное контактирование газа и жидкости во всем объеме контактного элемента 5. Благодаря расположению отбойного элемента 9 в месте соеди5 нения нижней части контактного элемента 5 с меньшим основанием конической обечайки 7 происходит равномерное распределение орошающей жидкости по сечению и высоте контактного элемента 5.

Благодаря выходу одного витка вставки 6 за пределы контактного элемента 5 происходит эффективная сепарация капель жидкости, которая собирается у основания выходного патрубка 3, через который выходит очищенный газовый поток. С помощью переточных трубок 12 жидкость попадает в коллектор 10 откуда через о-аерстия 11 струями бьет в наружную поверхность конической обечайки 7, растекается :о ней пленкой и благодаря зазору между отбортов- кой конической обечайки 7 и корпусом 1 равномерной пленкой стекает по стенкам корпуса 1 в нижнюю часть аппарата и выводится.

3 1 нование которой отбортовано в сторону корпуса 1 и образует с ним кольцевой зазор. Спиралеобразная вставка 6 примыкает к установленному по центру контактного элемента 5 оросителю 8, отбойный элемент 9 которого расположен в месте соединения нижней части контактного элемента 5 с меньшим основанием конической обечайки 7. Между корпусом 1 и конической обечайкой 7 установлен коллектор 10 с отверстиями 11, соединенный переточными трубками 12 с основанием выходного патрубка 3. Для лучшей подачи газа в аппарат патрубок 2 выполнен тангенциальным к корпусу 1.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Запыленный газовый поток через тангенциальный входной патрубок 2 по дается в корпус 1 и движется вверх к конической обечайке 7. При своем движении вверх закрученный газовый поток контактирует с пленкой жидкости, стекающей по стенкам аппарата вниз. При этом отброшенные к стенкам центробежной силой частицы пыли увлекаются пленкой в нижнюю часть аппарата и выводятся через штуцер 4.

При движении вверх газовбго потока скорость его плавно увеличивается благодаря конической обечайке 7.

На входе в контактный элемент 5 газовый поток подхватывает япщкость, вытекающую в виде пленки из щели, образованной торцом трубы оросителя

8 и отбойным элементом 9, интенсивно дробит ее и непрерывно контактирует в закрученном потоке по всей высоте контактного элемента 5. Спиралеобразная вставка 6 поддерживает крутку газожидкостного потока по всей высоте контактного элемента 5, обеспечивая тем самым эффек.гаким образом, в предлагаемом аппарате осуществляется двухступенчатое контактирование газа и жидкости: противоточное в нижней части аппарата, между запыленным газовым потоком и пленкой, стекающей жид3 костью и пряМоточное между Очищенным от пыли газом и жидкостью, подаваемой через ороситель. При этом полное использование объема контактного элемента для взаимодействия

40 rasa H mrgKocTH увеличивает эффективность массопередачи в сравнении с известным на 35Х а предварительная очистка газа от пыли в нижней части аппарата обеспечивает его устой-, 4> чивую работу.

1143445

Составитель Г. Урусова

Техред З.Палий Корректор Г1.Розман редактор Н. Пушненкова

3акаэ 799/7

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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