Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение может быть использовано в процессах абсорбции, ректификации и очистки газов в химической промышленности и черной и цветной металлургии. Аппарат позволяет значительно повысить эффективность использования рабочего объема за счет организации дополнительного контакта фаз и увеличить пропускную способность по жидкости. Для этого контактные элементы (КЭ), закрепленные на тарелках , выполнены в виде обечайки, сужающейся книзу, или имеют цилиндрическую форму и на их боковой поверхности выполнены тангенциальные просечки, пройдя через которые восходящий газовый поток приобретает вращательное движение, стабилизирующееся при последовательном прохождении потока через тангенциальные просечки выщерасположенньЕх вытеснителей и просечки, расположенные выше КЭ, и т. д. Жидкость, стекающая с тарелки по внутренней поверхности КЭ, приобретает вращательное движение за счет кинематической энергии струй газового потока и выходит через кольцевой зазор между КЭ и вытеснителем или через прорези в нижней кромке КЭ в межтарельчатое пространство, где разбрызгивается и контактирует со струями газа. Таким образом, контакт между жидкостью и газом осуществляется как в контактных элементах, так и в межтарельчатом пространстве . 2 з.п. ф-лы, 5 ил. С $е сл со о 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 01 D 3 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t3, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984988/31-26 (22) 29.12.85 (46) 23.04.87. Бюл. ¹ 15 (71) Алтайский политехнический институт им. И. И. Ползунова (72) 1О. Ф. Артамонов, Е. В. Заруцкий и А. И. Сковпень (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 829124, кл. В 01 D 3/30, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 34!500, кл. В 01 D 3/32, 1970. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение может быть использовано в процессах абсорбции, ректификации и очистки газов в химической промышленности и черной и цветной металлургии.

Аппарат позволяет значительно повысить эффективность использования рабочего обьема за счет организации дополнительного контакта фаз и увеличить пропускную способность по жидкости. Для этого контакт„„SU„„1304840 А 1 ные элементы (КЭ), закрепленные на тарелках, выполнены в виде обечайки, сужающейся книзу, или имеют цилиндрическую форму и на их боковой поверхности выполнены тангенциальные просечки, пройдя через которые восходящий газовь.й поток приобретает вращательное движение, стабилизирующееся при последовательном прохождении потока через тангенциальные просечки вышерасположенных вытеcíèòåëåé и просечки, расположенные выше КЭ, и т. д. Жидкость, стекающая с тарелки по внутренней поверхности КЭ, приобретает вращательное движение за счет кинематической энергии струй газового потока и выходит через кольцевой зазор между КЭ и вытеснителем или через прорези в нижней кромке КЭ в Я межтарельчатое пространство, где разбрызгивается и контактирует со струями газа.

Таким ооразом, контакт между жидкостью и газом осуществляется как в контактных элементах, так и в межтарельчатом пространстве. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1304840

Изобретение относится к аппаратуре для тепло- и массообмена в системах газ (пар)— жидкость и может быть использовано в химической промышленности, черной и цветной металлургии, в процессах абсорбции, ректификации и очистки газов, широко применяемых в различных областях народного хозяйства.

Цель изобретения — повышение эффективности использования рабочего объема аппарата за счет организации дополнительного контакта фаз и повышения пропускной способности аппарата по жидкости.

На фиг. 1 изображен тепломассообменный аппарат, разрез,вид спереди: на фиг. 2— то же, поперечный разрез; на фиг. 3 сечение А — А на фиг. 2, движение потоков жидкости и газа в контактном элементе и вытеснителе; на фиг. 4 — контактный элемент, вариант выполнения, при котором нижняя кромка снабжена прорезями; на фиг. 5 — то же, обечайка выполнена цилиндрической.

Тепломассообменный аппарат состоит из корпуса 1, в котором установлены тарелки 2. На тарелках 2 закреплены контактные элементы 3, выполненные в виде обечайки сужающейся книзу формы (фиг. 3 и 4) или в виде цилиндрической обечайки (фиг. 5). На боковой поверхности контактных элементов 3 выполнены тангенциальные просечки 4. В контактных элементах

3 верхней частью размещены вытеснители

5 с уменьшающимся снизу вверх поперечным сечением. Для стока жидкости из контактного элемента 3 между вытеснителем 5 и нижней кромкой контактного элемента 3, в котором он установлен, имеется кольцевой зазор б (фиг. 3), либо нижняя кромка контактного элемента 3 выполняется с прорезями 7 (фиг. 4). На боковой поверхности нижней части вытеснителей 5, расположенной вне контактного элемента 3, выполнены тангенциальные просечки 8.

Устройство работает следующим образом.

Восходящий газовый поток, пройдя тангенциальные просечки 4 элементов 3, приобретает вращательное движение, которое стабилизируется при последовательном прохождении потока через тангенциальные просечки 8 вышерасположенных вытеснителей 5 и просечки 4 расположенных выше контактных х элементов 3. Жидкость, и а ходя гца яс я на верхней тарелке 2, протекает через верхнюю кромку контактных элементов 3, стекает по их внутренней поверхности и за счет кинетической энергии струй газового потока приобретает вращательное движение.

Вращающийся слой жидкости выходит через кольцевой заЗор 6 между контактным элементом 3 и вытеснителем 5 или через прорези 7 в нижней кромке контактного элемента 3 в межтарельчатое пространство, 10

55 где разбрызгивается и контактирует со струями газа, выходящими из тангенциальных просечек вытеснителя 5. Таким образом, контакт между жидкостью и газом осуществляется как в контактных элементах, так и в межтарельчатом пространстве.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является повышение эффективности, использования рабочего объема аппарата за счет организации дополнительного контакта фаз. Дополнительная зона контакта обеспечивается за счет установки вытеснителя верхней частью внутри контактного элемента. При этом вытеснитель в нижней части, расположенной вне контактного элемента, имеет на боковой поверхности тангенциальные просечки и установлен в контактном элементе с кольцевым зазором относительно его нижней кромки, либо нижняя кромка контактного элемента снабжена прорезями. Дополнительная зона контакта между жидкостью и паром образуется также на поверхности вытеснителя в его нижней части при встрече жидкости, вытекающей из кольцевого зазора или через прорези в нижней кромке контактного элемента, с газом, выходящим из просечек в нижней части вытеснителя.

Отсутствие переточных труб улучшает условия для центробежной сепарации фаз, так как в этом случае торможение вращению потока жидкости незначительно.

Кроме того, сопротивление перетоку жидкости через кольцевой зазор между вытеснителем и контактным элементом или через прорези в нижней кромке контактного элемента значительно меньше чем в переточных трубах, вследствие чего возрастают пропускная способность аппарата по жидкости и производительность аппарата.

В качестве дополнительного эффекта следует указать также на отсутствие переточных труб, как элементов конструкции, значительно усложняющих изготовление и монтаж устройства.

При передаче жидкости со ступени на ступень через трубчатые перетоки контакт фаз в межступенчатом пространстве исключается полностью, а в верхних частях малоэффективен из-за неравномерности орошения по периметру. В предложенном аппарате выполнение многочисленных просечек или кольцевого зазора между контактными стаканами и вьггеснителями обеспечивает равномерность орошения как наружной поверхности вытеснителей, так и внутренней поверхности контактных стаканов. Сохранение вращательного движения жидкости при выходе через кольцевые зазоры, имеющие значительный периметр, и нисходящего движения в зонах контактирования определяет высокую пропускную способность контактных устройств и широкий диапазон устойчивой работы аппарата.

1304840

Формула изобретения

Д-A

Жидкость

Газ

1. Теплом ассообменный аппарат, включающий корпус с тарелками, на которых установлены контактные элементы с тангенциальными просечками на боковой поверхности, снабженные размещенными внутри них вытеснителями с уменьшающимся снизу вверх поперечным сечением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования рабочего объема аппарата за счет организации дополнительного контакта фаз и повышения пропускной способности аппарата по жидкости, вытеснители установлены верхними частями в контактных элементах, при этом их нижние части, расположенные вне контактных элементов, имеют на боковой поверхности тангенциальные просечки.

2. Аппарат по и. 1, отличающийся тем, что вытеснители установлены в контактных элементах с кольцевым зазором в их нижней кромке.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижняя кромка контактных элементов выполнена с прорезями.! 304840

> /! fi/

>(l (.ос нвит«ль Л. Сон ioi>

Редиктор I I. Гер, и>и 1екр -» >. Верее Корректор, l. Iиаиненко

3» каз 135(>, 4 > t>;> и 6 5 ! од и и с н о(В1!ИИ!1!! 1»с (i>f»T»i»»î>о к»з>»». .и (.(.(:Р но дез>аз> изобретений и открьтий

I 1К(135, Москва. X(.!5, I »óøñê(>H наб., д. 415

1lроизволственн»-поли> р»фи >еск»с ирс;нриятие, и. У>к>ород, уе>. Ilроек>ная, 4