Массообменный аппарат с циркулирующей насадкой

 

1, МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ НАСАДКОЙ, включающий корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, перегородку и опорную решетку, о т л и ч а и щ и и с я тем, что, с целью увеличения рабочей скорости газа, повьппения интенсивности процесйа и эффективности пылеулавливания и снижения гидравлического сопротивления, перегородка выполнена с загнутыми в раЭ ные стороны концами, при этом верхний загиб выполнен в форме спирали, образующей тангенциально расположенную щель дпя выхода газа, а конец нижнего загиба расположен под уровнем жидкости. /5 4 сь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ (21) 2970092/23-26 (22) 07.08.80 (46) 15.09.85. Бюл. N - 34 (72) В.А.Горбунов, М.П.Шарыгин, О.С.Балабеков, Ш.M.Mîëäàáåêîâ и Х,С.Садыкулов (71) Казахский химико-технологический институт (53) 66.015.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 581957, кл. В 01 D 3/32, 1977 (прототип). (54)(57) 1. MACCOOBMEHHbIA АППАРАТ С

ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ НАСАДКОЙ, включающий

„„SU„„ l 3 7846 (5l)4 Б 01 D 3/32 53/20 корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, перегородку и опорную решетку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения рабочей скорости rasa повышения интенсивнбсти процесСа и эффективности пылеулавливания и снижения гидравлического сопротивления, пере городка выполнена с загнутыми в pas ные стороны концами, при этом верхний загиб выполнен в форме спирали, образующей тангенциально расположен . ную щель для выхода газа, а конец нижнего загиба расположен нод уровнем жидкости.

1178460

2. Аппарат.по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что верхнИЙ загиб перегородки снабжен отделителем жидкости, установленным винтообраз,но.

Изобретение относится к.конструкциям аппаратов для проведения массоб.менных и пылеулавливающих процессов в газожидкостных системах и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургическои проМьпп. . 5 ленностях и других отраслях народного хозяйства.

Известен массобменный аппарат с циркулирующей насадкой, включающий корпус с патрубками для ввода и BbIBo» да газа и жидкости, перегородку с направляющим устройством и опорную решетку 1 1.

Недостатки известного массобменно15 го аппарата — создание дополнительного гидравлического сопротивления, неустойчивой работе в период пуска и остановки и ограниченной скорости газа (до 15 м/с), превышение которой

20 приводит к режиму захлебывания.

Цель изобретения — увеличение рабочей скорости газа, повышение интенсивности и эффективности пыле.— улавливания и снижение гидравличес25 кого сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что в массобменном аппарате с циркулирующей насадкой, включающем корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, перегородку ,и опорную решетку, перегородка выполнена с загнутыми в разные друг от друга стороны концами, при этом верхний загиб выполнен в форме спирали, 35 образующей тангенциально расположенную щель для выхода газа, а.конец нижб него загиба расположен под уровнем жидкости.

Целесообразно, чтобЫ верхний за- 40 гиб перегородки был снабжен отделителем жидкости, установленным винтообразно.

3. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что перегородка и стенка корпуса снабжены завихрителя" ми, расположенными в шахматном порядке.

Целесообразно, чтобы перегородка и стенка корпуса были снабжены завихрителями, расположенными в шахматном порядке.

На фиг. 1 показан прецложенный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — апкарат с центральным патрубком, общий вид; на фиг. 4 — аппарат с .одним отбойным элементом, общий вид.

Иассообменный аппарат состоит,из корпуса 1, нижняя часть которого заполнена жидкостью с плавающей насадкой 2 (плотностью 0,6 — 0,8 г/смЗ) и имеет патрубки 3 и 4 ввода соответственно газа и жидкости, патрубок 5 вывода жидкости и шлама и переливной патрубок 6, а также опорную решетку расположенную ниже уровня жидкости.

Верхняя часть аппарата имеет отбойные элементы 8, образующие со стенкой корпуса 1 и перегородкой 9 замкнутый щелевой канал 10, снабженный завихрителями 11. Перегородка 9 име— ет загнутые в разные друг от друга стороны концы. Нижний конец 12 затоплен жидкостью на глубину не менее одного диаметра насадки, а верхний спирально загнутый конец 13 образует тангенциальное щелевое отверстие 14 и имеет отделитель жидкости 15.

Центр спирального. загиба конца 13 является осью патрубка 16 выхода газа, 1, начало которого выступает над внутренней стенкой аппарата. Перегородки

9 образуют между собой или перегородкой .9 и корпусом 1 транспортный тракт 17.

Аппарат работает следующим образом.

Газ (на схеме его направление обозначено пунктирной стрелкой), поступакищий на очистку, подается в патрубок 3, ударяется î повсрхность жидкости (направление жидкости обозначено сплошной стрелкой) с плавающей насадкой 2, захватывает их и вынуждает двигаться по плавноопущенному 5

1 в жидкость нижнему концу 12 перегородки 9. При этом образуется первая зона ма сообмена и пылеулавливания с непрерывнообновляющейся поверхностью контакта фаз за счет образования капель (брызг) при ударе газового потока о зеркало жидкости и их,цальнейшего дробления газовым потоком и насадкой при эжектировании.

)Кидкость, транспортируема газовым потоком, дробится при ударе о завихрители 11 и элементы насадки и тем самым образуется вторая зона контактирования в замкнутом щелевом канале }0. 20

Трехфазный поток, достигнув отбойного элемента 8, за счет центробежных сил разделяется, т.е. жидкость и насадка прижимаются к отбойному элементу и двигаются в прямотоке к выходу из щелевого канала. При этом на отбойнике в зоне контактирования пленки жидкости с газом образуется зона массообмена и пылеулавливания.

При выходе потока из щелевого канала 30 насадка и жидкость, в виде пленок и капель под действием сил инерции и тяжести, падают в транспортный тракт

17 и далее в нижнюю часть аппарата.

Очищенный газ, выйдя из щелевого канала, проходит тангенциальное щелевое отверстие 14, образованное верхним спирально загнутым концом 13, приобретает направленное к латрубку

16 винтообразное движение и выходит 40 в атмосферу. Вращательное движение газового потока внутри верхнего загиба способствует улучшению сепарации жидкости, в виде тонкой пленки, на внутренней поверхности верхнего спирально загнутого конца 13. Образующаяся тонкая пленка под действием сил трения двигается по направлению газового потока к патрубку 16, но дойдя до стенки аппарата, свободно 50 стекает вниз, т.е. патрубок 16 выступает над стенкой агпарата и меньше верхнего спирально по диаметру :агнутого конца 13.

При движении ГаэОжидкОстногО пОто 5 ка по замкнутому щелевому каналу 10 часть жидкости, не прижатая центробежной силой к ОтбойнОму элементу

8460 4 !

8, течет в виде пленки в прямотоке по перегородке 9, доходит до начала верхнего спирального загнутого кон.,ца 13 и встречает на своем пути отделитель жидкости 15-. Отделитель жидкос ти в виде. пластины, установленной . винтообразно и под углом к главному потоку, изменяет направление течения жидкости и направляет ее по нисходящей винтовой линии к боковой стенке аппарата, по которой она стекает вниз аппарата через транспортный тракт 1?, Циркуляция насадки осуществляется за счет образующегося в транспортном тракте 17 избыточного слоя насадки, который выталкивает нижние слои элементов через жидкость, затапливающую нижний конец 12 перегородки 9, в контактную зону аппарата.

Опорная решетка 7 имест максимальное живое сечение, однако исключает провал элементов насадки в патрубок

5 при- случае полного спуска отработан" ной жидкости в отключенном аппарате и устанавливается ниже уровня возможной циркуляции насадки в воде.

Необходимый уровень жидкости поддерживается путем свободного перелива избытка жидкости, поступающей в аппарат по патрубку 4, через переливной патрубок 6, имеющий уровень слива в соответствии с заданным уровнем в аппарате.

Благодаря криволинейной поверхности щелевого канала и особенностям вхо- да газового потока из контактной зоны аппарата, взаимодействие газа и жидкости осуществляется в режиме за-, крученного прямотока при общем проти- вотоке по высоте аппарата, причем жидкость претерпевает неоднократную деформа 1ию, переходя из пленочного со стояние в мелкодисперсное, а также наличие циркулирующей насадки, существенно повышается массообмен, пылеулавливание и значительно увеличивается эффективность сепарации брызг жидкости, Наличие транспортного тракта, позволяющего возвращаться промывочной жидкости и циркулирующим элементам насадки в контактную зону, содает возможность в несколько раз увеличить рабочую скорость газа и плотность оро шения и полностью исключить режим захлебывания, являющийся основным сдер-, живающим фактором повышения скорости

1178460 газа в аппаратах с общим противотоком по высоте.

Отсутствие решеток в контактной зоне аппарата позволяет значительно уменьшить гидравлическое сопротивление и исключить возможность забивания; ее твердыми примесями.

Предложенный аппарат может устойчиво работать в широких пределах рабочих скоростеи газа 10 — 50 м/с и большой нагрузки по жидкости, позволяет многократно применять орашающий раствор без его регенерации, так как используется беэфорсуночное дробление жидкости за счет энергии газового потока на кромках эавихрителя, и может эффективно использоваться для пылеочистки газов с гидрофобными свойствами твердой фазы.

1178460

Составитель З.Александрова

Редактор Н.Горват Техред С.Мигунова Корректор М.Розман

Заказ 5583/7 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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