Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость и может быть использовано в химической , нефтехимической и других отраслях промышленности. изобретения - повышение эффективности работы за счет увеличения поверхности контакта фаз и исключения холостых зон. Аппарат содержит корпус 1 со штуцерами 2, 3 для ввода и вывода газа и жидкости, Г-образные перегородки 6 с длинной 7 и короткой 8 полками, расположенные вдоль длинных полок и связанные с корпусом пластины 9, обЖв/ЙГОС/ (Л 16 Газ

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gD 4 В 01 D 3/32 53/18 йСР(-Ещq j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,„13 Ц

Гап

ЯиР асто

Газ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4047968/31-26 (22) 31,03.86 (46) 07.08.87. Бюл. ll- 29 (71) Горьковский политехнический институт им. А.А.Жданова (72) Л.А.Бахтин, Л.Я.Живайкин, М.С.Гофман, И.Г.Бляхер, В.А.Малюсов, В,А.Лотхов и В.M.Êoñûðåâ (53) 66.015.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 971435, кл. В 01 D 45/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Н )152625, кл. В 01 D 47/06, 1983.

Химия и химическая технология, 1967, В 4, Известия вузов, с. 470474. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьппленности. Цель Изобретения — повьппение эффективности работы за счет увеличения поверхности контакта фаз и исключения холостых зон.

Аппарат содержит корпус 1 со штуцерами 2, 3 для ввода и вывода газа и жидкости, Г-образные перегородки 6 с длинной 7 и короткой 8 полками, расположенные вдоль длинных полок и связанные с корпусом пластины 9, об1327902 раэующие карманы для сбора жидкости,! соединенные с перегородкой элементы

ll дугового профиля. Длинные полки

Г-образных перегородок расположены горизонтально короткими полками вниз, со стороны расположения последних к каждой нижележащей перегородке присоединены элементы дугового профиля, охватывающие свободные концы длинных полок вогнутыми поверхностями, причем их участки, расположенные ниже линии крепления пластин, выполнены перфорированными, а верхние свободИзобретение относится к химической и другим отраслям промышленности я предназначено для проведения массообl менных процессов в системах газ (пар) — жидкость. б

Целью изобретения является IIoaIIIIIeняе эффективности работы за счет увеличения поверхности контакта фаз и исключения холостых "-.îí. 10

На чертеже представлен pIIIgapaz, продольный разрез.

Аппарат содержит прямоугольный корпус 1 со штуцерамя 2 и 3 для ввода газа и жидкости и штуцерами 4 и 5 15 для вывода газа и жидкости„ Внутри аппарата установлены Г-образные перегородки 6 с длинной 7 и корогкой 8 полками, расположенные вдоль длинных полок и связанные с корпусом пласти- 20 ны 9, образующие карманы 10 для сбора жидкости и соединенные с перегородкой элементы 11 дугового профиля.

Длинные полки Г-образных перегородок расположены горизонтально, а ко- 25 роткие полки расположены вниз. Со стороны расположения коротких полок к каждой нижележащей перегородке присоединены элементы дугового профиля, охватывающие свободные концы 12 дю1йн- 30 ных полок.

Элементы дугового профиля выполнены с перфорированными участками 13, расположенными ниже линии 14 крепления к ним пластин. 35

Описанное сочетание элементов конструкции приводит к образованию в аппарате петлевого .газожядкостного ные края ус-ановлены с зазором относительно нижних поверхностей длинных полок и вьппе пластин и нижних концов коротких полок. В результате в объеме аппарата образуется петлевой газожядкостной канал с горязонтальнымя контактнымя и полуцяляндряческими контактно-сепарацяоннымл участкамя. Контакт фаз в пределах одной ступени осуществляется при высоких скоростях газа в режиме прямотока. В целом же в аппарате реализован противоточный режим движения фаз. 1 ил. канала с горизонтальными контактными участкамя 15 и полуцяляндряческими контактно-сепарационными участками 16.

Верхние свободные края 17 элементов дугового профиля установлены с зазором 18 относительно нижних поверхностей длинных полок и выше пластин и нижних концов 19 коротких полок с образованием питающих каналов и гидравлических затворов.

Аппарат работает следующим образом.

Газ через ш-уцер 2 входят внутрь петлевого канала, проходит все его горизонтальные 15 я полуцилиндрические 16 участки, перемещаясь последовательно с нижележащих «а вышележаццле и через штуцер - - выходит яз аппарата.

Через штуцер 3, расположенньгй в верхней части корпуса 1, в верхний карман 10 подается жидкая фаза. В сечениях ав, а„в,, а в я т.д, скорость газа больше, чем в следующих за ними горизонтальных контактных участках 15 петлевого канала. Благодаря этому в зазорах 18 между верхнимя свободными краями 17 элементов 11 дугового профиля и длинными полками

7 Г-образных перегородок возникает инжекционное разрежение. Под действием гидростатического давления в кармане 10 я разрежения в зазоре 18 жидкость через гидрозатвор (образованный короткой полкой 8 Г-образной перегородки), питающий канал и зазор

18 поступает в нижележащий горизонВНИИПИ Заказ 3419/5

Тираж 656

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1327 тальный контактный участок 15 петлевого канала. Газ, двигаясь в петлевом канале с большой скоростью, распыливает жидкость на мелкие капли с образованием капельно †струйн зон контакта фаз у каждого зазора 18 ° 3a счет большой скорости газа (1550 и/с) жидкость оттесняется к верхней и нижней поверхностям соседних перегородок 6, ограничивающих гори- 10 зонтальные участки петлевого канала с образованием жидкой пленки, которая увлекается газом в сторону его движения. Под воздействием быстродвижущегося газа жидкая пленка сильно турбулизуется, на ее поверхности возникают волны, гребни которых непрерывно отрываются и в виде капель увлекаются вглубь газового потока, другие капли из газового потока по- 20 дают на поверхность пленки, благодаря чему в газовой фазе имеется определенное равновесное содержание капель жидкости.

Таким образом, в каждом горизонтальном контактном участке петлевого канала возникает пленочно-капельная зона контакта фаз.

Пройдя горизонтальный контактный участок 15, жидкая пленка и капли жидкости из газовой фазы под действием центробежных и инерционных сил попадают на вогнутую поверхность дугового элемента 11, ограничивающего полуцилиндрический контактно-сепара- 35 ционный участок 16 петлевого канала.

Под действием центробежных сил жидкость через перфорацию 13 дугового элемента 11 выдавливается в карман

10 нижележащей ступени. 40

Через зазор 18 жидкость попадает в нижележащую ступень, снова распыливается газом и все процессы повторяются до тех пор, пока жидкая фаза попадает в нижний карман 10. Отсюда 45 через штуцер 5 жидкость выводится из алпарата.

Контакт фаз в пределах одной ступени протекает с большой интенсивностью (вслсдствие высокой скорости га-50 за) в режиме прямотока. В целом же в аппарате реализован противоточный

902 4 режим движения фаз . Газ движется снизу вверх, а жидкая фаза сверху вниз.

Сравнивая предлагаемую конструкцию с известной, можно сделать два принципиально важных вывода.

Во-первых, в предлагаемой конструкции больше поверхность контакта фаз за счет увеличения поверхности пленочно-капельных зон в горизонтальных контактных участках.

Во-вторых, в предлагаемой конструкции практически отсутствуют холостые зоны без контакта газа с жидкостью.

Почти весь объем аппарата работает при больших скоростях газа (1550 м/с), что значительно снижает объем аппарата (его габаритные размеры) при заданной производительности, уменьшает его металлоемкость и стоимость изготовления.

Формул а изобретения

Тепломассообменный аппарат, содержа щий корпус со штуцерами для ввода и вывода газа и жидкости, Г-образные перегородки с длинной и короткой полками, расположенные вдоль длинных полок и связанные с корпусом пластины, образующие карманы для сбор жидкости, и соединенные с перегородкой элементы дугового профиля, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения эффективности работы за счет увеличения поверхности контакта фаз и исключения холостых зон, длинные полки Г-образных перегородок расположены горизонтально на расстоянии относительно корпуса, а короткие полки вниз, к каждой нижележащей длинной полке присоединен элемент дугового профиля, охватывающий с зазором свободный конец длинной полки вогнутой поверхностью, при этом участок элемента, расположенный ниже линии крепления пластины, выполнен перфорированным, а верхний край элемента установлен вьппе пластины и с зазором относительно вышележащей длинной полки и выше пластин и нижних концов коротких полок.