Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных колонн ,в частности, к насадочным колоннам, и позволяет повысить эффективность процесса тепломассообмена за счет равномерного распределения жидкости по сечению аппарата. Это достигается тем, что в тепломассообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус, патрубки ввода и вывода газа и жидкости, вращающийся ороситель и насадку, между оросителем и насадкой установлена перераспределительная решетка с отверстиями сотовой формы. При этом отношение толщины решетки к длине стороны квадрата, равновеликого сечению отверстия, меньше 0,7, а отношение длины стороны квадрата, равновеликого сечению отверстия, к диаметру аппарата меньше 0,025. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 В 01 D 53/18

r r f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21 ) 4183428/23-26 (22) 16.01 .87 (46) 23.07.89. Бюл. 1(27 (72) А.И. Овчинников, Ю.А. Таран, Н.А. Дубик и В.И. Молчанов (53) 66.015.23(088.8) (56) Головачевский Ю.А. Оросители и форсунки скрубберов химической промышпенности. M.: 1(ашиностроение, 1974, с. 167-170. (54) ТЕПЛОИАССООБ1БННЪФ АППАРАТ (57) Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных колонн, в частности к насадочным колоннам, и позволяет повысить эффективность процесса тепломассообмена за счет

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных колонн и может применяться в химической и смежных с нею отраслях промышленности для проведения процессов тепломассообмена между газом и жидкостью.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса тепломассообмена за счет равномерного распределения жидкости по сечению аппарата.

На фиг. l приведен тепломассообменный аппарат, общий вид; на фиг.2то же, вид сверху; на фиг. 3 — перераспределительная решетка, разрез.

Аппарат содержит корпус 1, патрубки ввода и вывода жидкости 2 и 3 и газа 4 и 5, вращающийся ороситель 6 и перераспределительную решетку 7 с отверстиями 8. Патрубок 4 ввода газа расположен над насадкой, а патрубок

2 равномерного распределения жидкости по сечению аппарата. Это достигается тем, что в тепломассообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус, патрубки ввода и вывода газа и жидкости, вращающийся ороситель и насадку, между оросителем и насадкой установлена перераспределительная решетка с отверстиями сотовой формы. При этом отношение толщины решетки к длине стороны квадрата, равновеликого сечению отверстия, не меньше 0,7, а отношение длины стороны квадрата, равновеликого сечению отверстия, к диаметру аппарата меньше 0 025. 3 ил. 1 табл.

° Ю

5 вывода газа — над оросителем 6 и брызгоотбойником 9. Ороситель 6 выполнен из четырех лучей 10.

Аппарат работает следующим образом.

При вращении оросителя на жидкость воздействует центробежная сила, е величина которой тем больше, чем вы- «фЬ ше скорость вращения оросителя. По- (ф этому жидкость приобретает центробежную составляющую скорости, причем движение к стенкам сохраняется по инерции и на начальном этапе стекания жидкости по насадке.

Зь

Установка перераспределительной решетки с сотовыми отверстиями позволяет погасить центробежную состав.ляющую скорости жидкости и придать движению жидкости строго вертикаль,ное направление . с

Эффективность массообмена определяется как отношение достигнутой степени десорбции иода и теоретически возможной. Теоретическая степень десорбции рассчитывается по уравнениям массопередачи, причем вода предполагается идеально распределенной по сечению аппарата (т.е., поверхность массопередачи может быть принята равной геометрической поверхности насадки) . Эта величина равна: при объемной подаче воды 420 м /ч и воздуха 75 тыс. м /ч 90,5Х, при объеме э ной подаче воды 610 м /ч и воздуха

95 тыс. м /ч 9l,9Х.

Приводимые в таблице результаты соответствуют решетке с квадратными отверстиями, изготовленной из металлических полос.

3 l494948

При отношении высоты отверстий к стороне квадрата, равновеликого сечению отверстия„ не менее 0,7 нейтрализации центробежной составляющей не достигается и повышения равномерности распределения не происходит.

При отношении длины стороны равновеликого квадрата к диаметру аппарата, большем 0,025, размеры отверстий 10 становятся слишком большими, и часть жидкости проскакивает через них беэ погашения центробежной составляющей скорости. При уменьшении отношения длины стороны квадрата к диаметру 15 аппарата (и соответственно размеров отверстий) равномерность распределения увеличивается. Однако при этом увеличивается гидравлическое сопротивление решетки. 20

Решетка устанавливается в аппарате между оросителем; и насадкой, при этом расстояние между решеткой и насадкой принципиального значения не

25 имеет. Расстояние от оросителя до решетки определяется конструкцией оросителя. Наилучшие результаты достигаются при минимально возможном расстоянии, определяемом лишь условием отсутствия касания деталей вращающегося оросителя и решетки.

Пример. Тепломассообиенный аппарат внутренним диаметром 3,4 м включает патрубки ввода и вывода жид- 35 кости и rasa, винтовую насадку (доля свободного сечения 0,89) и вращающийся щелевой ороситель. В аппарате проводят процесс десорбции (отдувки) иода воздухом из подземных вод. Объемная подача воды 400700 м /ч, воздуха — 70-95 тыс. м /ч.

Формула изобретения

Тепломассообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус, патрубки ввода и вывода газа и жидкости, вращающийся ороситель и насадку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса тепло- и массообмена за счет равномерного распределения жидкости по сечению аппарата и гашения радиальной составляющей скорости жидкости, вытекающей из оросителя, аппарат снабжен перераспределительной решеткой с отверстиями сотовой формы, установленной между оросителем и насадкой, при этом отношение толщины решетки к длине стороны квадрата, равновеликого сечению отверстия, не меньше

0,7, а отношение длины стороны квадрата, равновеликого сечению отверстия. к диаметру аппарата меньше 0,025.

1494948

ОбъемСтепень десорбции, Е

Высо — Величина параметров

Эффективность

Равномерность

Длина стороны рав— новеликого ная та от решетки подача массообмена верстий

Отношение

Факти— ческая

Теоретическая

Отношение длины стораспре делени в оды высоты отверстий к (Ь), воды, мЗУч кв адрата (а),м длине стороны равроны равновеликонов елик ого квадго квадрата к диаметру а:D рата, h:а

420

90,5

91,9

90,5

91,9 э решетки

610

1,0

1,0

420

0,021

0,015

0,021

0,025

0,030

0,021

0,07

0,07

610

tI

Il

tI !!

tt

t! !!

ll! !!

t! !!

t! !! !!!!

tI

ll

1I

0,018

0,022

0,009

0,06

0,04

0,03 быв ание

Опыты бе

То же

0,07

0,051

0,07

0,085

0,10

0,07

0,035

0,05

0,08

О,I05

0,12

0,07

0,05

0,04

0,5

0,7

1,1

1,5

1,7

1,2

1,25

1,3

0,33

0,26

0,51

0,52

0,44

0,33

0,25

0,26

0,33

0,40

0,55

0,55

0,50

0,60

0,70

86,2

82,7

87,8

89,1

88,2

85,5

81,8

80,0

84,5

87,3

90,1

90,1

88,2

88,2

Захле

0,95

0,90

0,97

0,97

0,96

0,935

0,90

0,90

0,92

0,96

0,98

0,98

0,96

0,975

0,70

l494948

Составитель А. ВабФак,.

Техред А.Кравчук

Редактор И. Гор ая

4 орректор Л . Па тай

Заказ 4146/4 Тирам 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ултород, ул. Гагарина, 101