Массообменный аппарат

 

1. МАССООБМЕННБ1Й АППА РАТ для проведения процессов в гетеро генных системах с газовой фазой, включаю щий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, барботеры и штуцеры расположенные rto оси корпуса большие и малые усеченные конусы, жестко закреп ленные на стержнях и направленные меньшими основаниями навстречу один другому, перфорированные горизонтальные диски, закрепленные на меньших основаниях больших усеченных конусов, перфорированные кольца, закрепленные между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, радиальные пластины, установленные под дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа, облегчения эксплуатации, каждое кольцо выполнено с диаметром, меньшим диаметра корпуса аппарата с образованием зазора, и снабжено герметично подсоединенным к нижнему краю ободом, диаметр которого равен внешнему диаметру кольца.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(5и В 01 D 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3641640/23-26 (22) 12.09.83 (46) 15.06.85. Бюл. № 22 (72) Ю. В. Ердяков, А. В. Крусанов, В. А. Пчелкин, Б. С. Короткевич, В. А. Андреев и Е. Я. Мандельштам (53) 66.016.23 (088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР № 701650, кл. В Ol D 3/32, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 747483, кл. В 01 D 3/32, 1977. (54) (57) 1. МАССООБМЕННЫИ" АППАРАТ для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, включающий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, барботеры и штуцеры, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, жестко закреп„„яц„„1161129 д ленные на стержнях и направленные меньшими основаниями навстречу один другому, перфорированные горизонтальные диски, закрепленные на меньших основаниях больших усеченных конусов, перфорированные кольца, закрепленные между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, радиальные пластины, установленные под дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа, облегчения экс плуата ци и, каждое кольцо выполнено с диаметром, меньшим диаметра корпуса аппарата с образованием зазора, и снабжено герметично подсоединенным к нижнему краю ободом, диаметр которого равен внешнему диаметру кольца.

1161129

Изобретение относится к аппаратурному оформлению нефтехимических, химических и т. п. процессов, реализуемых на гетерогенных системах жидкость-газ, жидкостьжидкость-газ и т. п.

Известен массообменный аппарат, включающий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, направленные меньшими основаниями навстречу один другому и отделяющие от корпуса кольцевые зазоры, барботеры и штуцеры (1).

В известном аппарате при выходе газовых пузырей через усеченную вершину большого конуса наблюдается неравномерное распределение газа по площади усеченной вершины конуса. Газовые пузыри оказываются в большой степени сконцентрированными вблизи окружности основания усеченной вершины и в меньшей степени по оси аппарата. Аналогичное явление происходит и на выходе газовой фазы из кольцевого зазора, образованного стенкой корпуса и большим основанием. малого конуса.

В этом случае, концентрация газовых пузырей вблизи окружности основания конуса больше, чем у стенок аппарата. Причем, с увеличением диаметра аппарата этот эффект усиливается. Так как промышленные аппараты могут иметь диаметр до 10 м, то в таких аппаратах неравномерность распределения газовой фазы в отмеченных зонах может быть весьма значительной. Последнее приводит к ослаблению циркуляционного движения в зонах между конусами, к усилению стесненности газовых пузырей, способствующей увеличению их размеров и соответственно ведущей к уменьшению межфазной поверхности. Все это снижает объемные коэффициенты массопередачи.

Известен массообменный аппарат для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, состоящий из цилиндрического корпуса, крышки, днища, барботеров, штуцеров, расположенных по оси корпуса больших и малых усеченных конусов, жестко закрепленных на металлических стержнях (трубах) и направленных меньшими навстречу один другому, причем меньшие основания усеченных конусов снабжены перфорированными горизонтальными дисками, а между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов закреплены перфорированные кольца, которые герметично подсоединены к корпусу. Под,дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов установлены радиальные пластины (2).

Однако в известном аппарате перфорированные кольца герметично связаны с кор20

30

40 ненным к нижнему краю ободом, диаметр

1О

55 пусом, что усложняет конструкцию аппарата и затрудняет его монтаж и разборку.

Во время работы, например, с растворами полимеров, аппарат может забиться полимером и возникает потребность в его чистке. Чистка аппарата требует его демонтажа. Однако, если конусы с перфорированными дисками и кольцами герметично и жестко связаны с корпусом, то демонтаж резко усложянется. В случае, если герметичность связи перфорированных колец с корпусом обеспечивается сваркой, то демонтаж и последующий монтаж представляет весьм а значительные трудности.

Все это усложняет эксплуатацию аппарата.

Цель изобретения — упрощение монтажа аппарата и облегчение его эксплуатации при сохранении высоких коэффициентов массопередачи.

Поставленная цель достигается тем, что в известном массообменном аппарате для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, включающем вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, барботеры и штуцеры, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, жестко закрепленные на стержнях и направленные меньшими основаниями навстречу один к другому, перфорированные горизонтальные диски, закрепленные на меньших основаниях больших усеченных конусов, перфорированные кольца, закрепленные между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, радиальные пластины, установленные под дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов, каждое кольцо выполнено с диаметром, меньшим диаметра корпуса аппарата с образованием зазора, и снабжено герметично подсоедикоторого равен внешнему диаметру кольца.

На фиг. 1 изображен массообменный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 —. узел на фиг. 1.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2 и днища 3, барботера 4, штуцера 5, металлических стержней (труб) 6, на которых жестко закреплены конусы 7, перфорированных колец 8 и дисков 9, закрывающих меньшие вершины конусов 7.

Снизу на перфорированных кольцах 8 закреплены ободы 1О и под кольцами и дисками установлены радиальные пластины 11.

Величина зазора между корпусом аппарата и ободом, составляющая 0,1 — 5 /o площади перфорированного кольца, выбрана из конструктивных соображений с учетом овальности цилиндрического корпуса.

1161129

Составитель С. Баранова

Техред И. Верес Ко р ректор Г. Ре шет ни к

Тираж.659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Ковтун

Заказ 3882/10

Аппарат работает следующим образом.

Газовые пузыри, диспергируемые в жидкость барботером 4, поднимаясь, собираются под внутренней боковой поверхностью большого конуса 7, под диском 9. Последнее происходит в основном в силу того, что площадь кольцевого зазора у конуса значительно меньше площади его меньшей вершины. В результате под диском образуется газовая подушка, откуда газ, проходя через отверстия в диске, редиспергируется в следующую зону. Так как диаметр диска меньше корпуса, то за ним создается неравномерное распределение пузырей по сечению аппарата, что ведет к появлению интенсивной циркуляции жидкости. Газовые пузыри, бегая на усеченную вершину малого конуса, отклоняются к стенке колонны и собираются под кольцом 8, и обод 10 не позволяет им проскакивать вдоль стенки колонны.

После редиспергирования газа через отверстие кольца 8 газовые пузыри относительно равномерно распределены над ним, что позволяет сохранить высокие коэффициенты массопередачи.

Преимущества предлагаемого аппарата заключаются в упрощении его конструкции

l и облегчении эксплуатации, чистки, повышении за счет этого надежности и срока службы аппарата при сохранении высоких коэффициентов массопередачи.

Таким образом, указанные преимущества достигаются тем, что - перфорированные кольца выполнены с диаметром, меньшим диаметра корпуса, а снизу к ним герметично подсоединены обода, диаметр которых равен внешнему диаметру кольца, а площадь зазора между корпусом аппарата и ободом составляет 0,1 — 5% площади перфорированного кольцa. Так как с установкой ободов перфорированные кольца не закрепляются герметично на корпусе аппарата, то это упрощает конструкцию, облегчает монтаж и дает возможность создать из металлических стержней (труб) и конусов, с закрепленными на них перфорированными дисками и кольцами с ободами, пакет «тарелок», что облегчает разборку, чистку аппарата и, следовательно, его эксплуатацию, повышает надежность и срок службы аппарата.

Аппарат предлагаемой конструкции может быть использован в . качестве поли25 меризатора для жидких каучуков при ведении процесса полимеризации с кипением номера (растворителя).