Тепломассообменный аппарат

 

ТЕПШМАССООгаШННЬА АППАРАТ, включающий корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с. контактными элементами, распределительные камеры ввода и вывода жидкости и газа, отличающийся тем, что, с. целью интенсификации процесса тепломае сопереноса за счет диспергирования жидкости и ее равномерного распределения , контактные элементы выполнены в виде труб Вентури, диффузоры которых снабжены эллиптическими вырезами, 2. Аппарат поп.1, отличающ и и с я тем, что камеры ввода и вывода жидаости и газа снабжены кольцевыми перегородками, нижние торщл которых расположены над днищем камер.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1166811

4 (51

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3655792/23-26 (22) 27. 10. 82 (46) 15.07. 85. Бюл. У 26 (72) И.Г.Бляхер, М.С.Гофман, Д.А.Болнтэр, Л.Я.Живайкин, А.А.Шехтман, А.А.Кузнецов, М.С.Сладков, 5. Е.Ландау и Н.А.Ветлугина (53) 66.024.322(088.8) (56) 1. Рамм В.М. Абсорбция газов.

Мвд-во "Химия",,3976, с. 307-308, 431-432.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 191472, кл. В 01 D 53/18, 1967. (54) (57) ТЕПЗЮИАССООБИЕННЦЙ АППАРАТ, включающий корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с контактными элементами, распределительные камеры ввода и вывода жидкости и газа, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассопереноса за счет диспергирования жидкости и ее равномерного распределения, контактные элементы выполнены в виде труб Вентури, диффузоры которых снабжены эллиптическими вырезами, 2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что камеры ввода и вывода жидкости и газа снабжены кольцевыми перегородками, некиие торцы которых расположены над днищем камер. З

1166811

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) — жидкость, таких как абсорбция, ректификация, охлаждение газов, 5 и может быть использовано в химической и смежной с ней отраслях промьппленности.

Известен аппарат для тепло- и массообменных процессов со встроенными в 10 корпусе теплообменниками с расположенными по его высоте барботажными тарелками и расположенными на них змеевиковыми холодильниками для отвода тепла абсорбции при производстве15 азотной или серной кислот (1) .

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, внутри которого вертикально размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками 20 с контактными элементами, распределительные камеры ввода и вывода реакционной и теплообменивающейся жидкостей и газа Pj .

Недостатками известного тепломас- 25 сообменного аппарата являются относи.i тельно низкие производительность и интенсивность (скорость газа в свободном сечении не выше 2,0-3,0 м/с), высокое гидравлическое сопротивление З0 (400-500 мм вод.ст.) эа счет наличия, барботажных слоев на тарелках, узкий диапазон эксплуатационных нагрузок, обуславливаемый необходимостью поддержания барботажных слоев на тарелках.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет диспергирования жидкости и ее равномерного распределения. 40

Поставленная цель достигается тем что в тепломассообменном аппарате, включающем корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с контактными элементами, распределительные камеры ввода и выводажидкости и газа, контакт: ные элементы выполнены в виде труб Венту ри, диффузоры которых снабжены эллиптическими вырезами.

Камеры ввода и вывода жидкости и газа снабжены кольцевыми перегородками, нижние торцы которых расположены над днищем камер. SS

На фиг.1 показан тепломассообмен-. ный аппарат, продольный разрез, на фиг.2 — узел установки трубы Вентури на тарелке, на фиг.3 — разрез А-А на фнг.2.

Аппарат содержит корпус 1, трубчатку внутреннего теплообменника 2, распределительные камеры ввода 3 и 4 и вывода 5 и 6 жидкости, камеры 7 и

8 для жидкости и газа; контактные тарелки 9 с трубами Вентури 10. В верхней 7 и нижней 8 распределительных камерах установлены сплошные вертикальные цилиндрические перегородки 11 и 12 не доходящие до их днища. Распределительная камера 4 образована, верхней трубной решеткой 13 и распределительной решеткой 14. Аппарат имеет также входные 15 и выходные 16 патрубки для газа, и патрубки 17-19 ввода жидкости.и патрубки

20-24 для отвода жидкости. Нижние торцы труб теплообменника закреплены в трубной решетке 25.

Верхняя часть корпуса 1 снабжена кольцевой щелью 26, а в нижних частях диффузоров труб Вентури 10 выполнены шесть эллиптических вырезов 27 °

Тепломассообменный аппарат работает следующимобразом.

Реакционная жидкость и гаэ подаются в аппарат нрямотоком..Прямотоком также подается охлаждающая жидкость. Реакционный газ через патрубок 15 поступает в распределительную камеру 7 и благодаря вертикальной цилиндрической перегородке 11 дела ет поворот.на 90 и равномерно распределяется по всему периметру трубчатки теплообменника 2. Для этого кожух трубчатки - корпус 1.в месте поступления газа имеет кольцевую щель

26. Реакционная жидкость через патрубок 18 поступает в распределительную камеру 4 и через; кольцевые зазоры, образованные распределительной решеткой 14 и трубами теплообменника 2, стекает пленкой по этим трубам.

Далее жидкость поступает на верхнюю контактную тарелку 9, где основная ее часть стекает через верхние обрезы конфузоров труб Вентури 10, и, подхватываясь потоком газа, интенсивно с ним перемешивается и взаимодействует.

Газожидкостный поток, благодаря имеюп1имся на нижней части диффуэора шести эллиптическим вырезам 27, омывает стенки трубок теплообменника .2 ° Такое конструктивное решение позволяет почти полностью перекрыть ме к3 1 трубное пространство трубчатки диффузорами труб Вентури и тем самым обеспечить равномерное распределение газожидкостньл потоков по сечению аппарата, по трубкам и в объеме последнего.

С верхней контактной тарелки 9 газожидкостный поток поступает на нижележащую тарелку такой же конструкции и т.д.

Для повышения эффективности работы аппарата часть реакционной жидкости может быть подана в камеру 7, где с. помощью патрубка 20 поддерживается необходимая величина погружения перегородки 11 в жидкость. Таким образом

ras барботирует через заданный слой жидкости, подхватывает определенное количество жидкости и уносит на контактную тарелиу, Газожидкостная смесь через кольцевой вырез, образованный нижней трубной решеткой 25 и обечай-. кой — корпусом 1, поступает в камеру

8, далее перегородкой 12 поворачивается на 180, освобождается от крупных брызг и выводится через патрубок

16, жидкость выводится через патру бок 22. Охлаждающая жидкость поступает в распределительную камеру 3, стекает пленкой внутри труб трубчатки и отводится вниз через камеры 5 и 6.

Для регулирования производительности аппарата, а также его полного отключения от газовых коммуникаций с помо166811 4. щью обечаек 11 и 12 в камерах 7 и 8 создаются гидрозатворы. Величина гидрозатвора определяется заданной производительностью аппарата или, в случае полного отключения аппарата она должна превышать его гидравлическое сопротивление. Особенно эффективно такое отключение и регулирование при параллельной работе аппаратов

10 предлагаемой конструкции при переработке агрессивных и ядовитых газов (например, $0, $0 и др.).

Технико-экономическая эффективность предлагаемой конструкции теп; ломассообменного аппарата достигается

:за счет того, что. скорость газа в: свободном сечении аппарата достигает

5-8 м/с, обеспечивается относительно низкое гидравлическое сопротивление аппарата (не более 200-250 мм вод. ст.), благодаря высоким скоростям газожидкостных потоков достигается высокая интенсивность процессов теп2S ломассообмена (так коэффициент теплопередачи при охлаждении 92-98Х о

Н $0 достигает 800 ккал/м ч С), резко сокращается количество циркули. рующей жидкости благодаря установке специальных контактных тарелок, дополнительных распределительных устройств и наличию интенсивных внутренних теплообменников, обеспечивающих необходимый объем тепла реакции.

l 166811

1166Â11

Составитель А. Рыбинский

РедактоР Т. ПаРфенова ТехРед g.Палий

Корректор М. Поко

Подписное

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

Заказ 4355/7 Тираа 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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