Аппарат с насадкой

 

Изобретение относится к тепломассообменной технике и может найти применение в химической и смежных с ней отраслях промышленности при проведении процессов абсорбции, регенерации и пылеулавливания. Цель изобретения состоит в увеличении диапазона рабочих скоростей газа, снижении энергетических затрат, интенсификации протекающих процессов за счет турбулизации потоков вращающимися насадочными элементами. В аппарате, содержащем корпус 1, штуцера 2 и 3 соответственно для входа и выхода газа, штуцера 4 и 5 соответственно для подвода орошающей жидкости и для ее слива, опорно-распределительные решетки 6, струны 7, насадочные элементы 8, прикрепленные к струнам с возможностью вращения вокруг них в вертикальной или горизонтальной плоскостях, причем элементы насадки изготовлены либо в виде прямоугольных пластин с закругленными краями и скрученными под углом 45-180° друг относительно друга концами, либо в виде овальных пластин с вогнутостью посередине или с вогнутостью, смещенной к незакрепленному их концу. 4 з.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5!) 4 В 01 D 53/20

ОПИСАНИЕ ИЗ0БРКТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4340753/31-26 (22) 08 ° 12.87 (46) 15.08.89. Бюл. № 30 (71) Казахский химико-технологический институт (72) А.А.Волненко, С.С.Серманизов, О.С.Балабеков, А.И.Мустафина, Б.Т.Жубанияэов и А.Н.Рубцов (53) 66.074.513 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1187855, кл. В 01 D 53/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹- 811656, кл. В 01 D 53/20 1981

„„SU„„1500353 A 1 (54) АППАРАТ С НАСАДКОЙ (57) Изобретение относится к тепломассообменной технике и может найти применение в химической и смежных с ней,отраслях промышленности при проведении процессов абсорбции, регенерации и пылеулавливания. Цель чзобретения — увеличение диапазона рабочих скоростей газа, снижение энергетических затрат, интенсификация протекающих процессов за счет турбулизации потоков вращающимися насадочными элементами. В аппарате, содержащем

3 1500353 корпус 1, штуцеры ? и 3 соответственно для входа и выхода газа, штуцеры 4 и 5 соответстве.ННо для подвода оропик>щей жидкости и для ее сли5 ва, опорно-распределительные решетки

6, струны 7, насадочные элементы 8, прикрепленные. к струнам с возможностью вращения вокруг них в вертикальной или горизонтальной плоскости,при- 10 чем элементы насадки изготовлены либо в виде прямоугольных пластин с закругленными краями и скрученными о под углом 45-180 друг отно(ительно друга концами, либо в виде овальных пластин с вогнутостью посередине или с вог нутостью, смещенной к незакрепленному их концу. 4 з.п.ф-лы,1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к тепломассообменным и пылеулавливающим аппаратам и может найти применение в химической и других смежных с ней отраслях промышленности для процессов 20 абсорбции газов, регенерации поглотительных растворов и пылеулавливания.

Целью изобретения является увеличение диапазона рабочих скоростей 25 газового потока, снижение энергетических затрат, интенсификация протекающих процессов за .счет турбулизации потоков вращающимися насадочными элементами„ 30

На фиг. 1 изображен аппарат с вращающейся насадкой, общий вид; на фиг. 2 — часть рабочей зоны колонны с насадкой, вращающейся в горизонтальной плоскости; на фиг. 3 — то же, с насадкой, вращающейся в вертикальной плоскости; на фиг. 4 — вращающаяся насадка в виде овальных пластин с вогнутостью посередине; на фиг. 5 то же, со смещенным центром вогнуто- 40 сти к свободному концу насадочного тела.

Аппарат с вращающейся насадкой включает корпус 1, штуцеры 2 и 3 соответственно для входа и выхода газа, штуцеры 4 и 5 соответственно для подвода орошающей жидКости и для ее слива, опорно-распределительные решетки 6 и струны 7 с прикрепленными к ним насадочными элементами 8.

Опорно-распределительные решетки имеют большое свободное сечение и изготавливаются из прутков любого профиля. Насадочные элементы выполняются из материалов, способных противостоять агрессивности обрабатываемых сред.

Аппарат с. вращающейся HB(.àäêoé работает следующим образом.

Газовьгй поток, поступающий на очистку, подается через штуцер 2, захватывает распыленную штуцером 4 жидкость и через нижнюю опорно-распределительную решетку 6 проходит в насадочную зону корпуса 1,где расположены насадочные элементы 8 на "грунах 7. Работа аппарата наиболее эффективна при скоростях газового потока выше 6 м/с. При таких скоростях распыпенная жидкость полностью транспортируется газовым потоком. Скорость движения распыленных капель жидкости до элементов насадки соответствует скорости движения газа, а относительная скорость между ними практически равна нулю. При проведении процесса абсорбции массообмен между фазами осуществляется путем молекулярной диффузии, а в процессе пыпеулавливания происходит осаждение частиц пыли на каплях.

В насадочной зоне газожидкостный поток подхватывается вращающейся насадкой и под действием центробежной силы отбрасывается в сторону о оси вращения. При этом относительная скорость газа и жидкости значительно возрастает, увеличивается поперечное перемешивание и для случая абсорбции массообмен на каплях протекает не только за счет молекулярной диффузии, но и турбулентной, а в случае пылеулавливания дополнительно к механизму осажцения частиц на каплях подключается инерционный механизм. Все это приводит к росту эффективности проводимьгх процессов.

Прошедший очистку газ с содержащейся в нем жидкостью удаляется, после чего происходит разделение газа от жидкости либо в устанавливаемом дополнительно сепараторе, либо при помощи других устройств.

150035

При вращении насадки в виде прямоуг,);IbHblx пластин с закругленными краями и скрученными под углом 45-180 о друг относительно друга концами, уста5 новленной в горизонтальной плоскости, большая часть газожидкостного потока захватывается лопастями и отбрасывается от оси вращения, чем в случае расположения элементов насадки в вертикальной плоскости. Кроме того, горизонтальное расположение вращающейся насадки позволяет уменьшить высоту аппарата. Однако в этом случае гидравлическое сопротивление вышее, чем 15 у вертикально расположенной насадки.

Вертикальное расположение позволяет установить большее число элементов в сечении аппарата, что улучшает условия распыления жидкости и соз- 2g дает более развитую поверхность взаимодействия фаз.

Величина угла скручивания концов насадочных тел зависит от скорости газового потока ° При скорости газа 4-6 м/с целесообразно выполнять насадочные тела с углом скручивания до

180 . В этом случае каналы, образованные скрученными пластинами, по которым движется газовый поток, способствуют интенсивному вращению насадочных тел с минимальными энергозатратами. При скорости газа выше

6 м/с кинетическая энергия потока газа достаточна для вращения элемено тов насадки с углом закрутки до 45

Насадка в виде овальных пластин с вогнутостью посередине при вращении вокруг струны описывает тороид.

Разброс жидкости осуществляется по высоте, равной длине элемента. В этом случае количество удерживаемой жидкости несколько возрастает, а следовательно, увеличивается время взаимодействующих фаз, что благоприятствует массообмену.

1. Аппарат с насадкой, содержащий

25 корпус, штуцеры входа и выхода газа и жидкости, крепежную решетку и струны с прикрепленными к ним с шагом друг от друга насадочными телами, отличающийся тем, что, gp с целью увеличения диапазона рабочих скоростей газа, снижения энергетических затрат, интенсификации протекающих процессов за счет турбулизации потоков вращающимися в горизонтальной плоскости насадочными элементами, последние в центральной части закреплены на струнах с возможностью вращения вокруг них и выполнены в виде прямоугольных пластин с

4р закругленными краями и скрученными под. углом 45-180 друг относительно о друга концами.

2. Аппарат по по. 1, о т л и ч а юшийся тем, что ось насадочных

45 элементов расположена в горизонтальной плоскости.

3. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что ось насадочных элементов расположена в вертикальной

5р плоскости

4. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что насадочные элементы выполнены в виде овальных пластин с вогнутостью посередине.

5. Аппарат по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что центр вогнутости . насадочных элементов смещен к незакрепленному их концу.

Выполнение овальных пластин со смещенным центром вогнутости к незакрепленному их концу позволяет увеличить центробежную силу, получить более мелкие капли, а значит, и увеличить поверхность взаимодействующих фаз.

Испытания вращающейся насадки проведены на лабораторной установке при исследовании массоотдачи в газовой фазе.

3 6

Зависимость коэффициентов массо1 отдачи в газовой фазе и гидравлического сопротивления вращающейся насадки от скорости газового потока при плотности орошения - 25 м /м ч представлена в таблице.

Изобретение обеспечивает устойчивую работу аппарата при скоростях газового потока выше 6 м/с, получение более развитой поверхности контакта фаз за счет синхронного и непрерывного вращения насадочных элементов, значительное увеличение скорости движения капель относительно газа и, как следствие, высокую интенсификацию протекающих в аппарате процессов и снижение гидравлического сопротивления и трудоемкости изготовления насадочных элементов ° формула изобретения

/ i iuu353 8

Вид насадки

Коэффициент массоотдачи в газовой фазе, м/с газа, кое сопротивление, Па м/с

12,0

15,4

20 5

8

490

То же (вертикальное 4 расположение) 8

11,3

i4,2

19,2

285

11,2

14,3

19,0

345

Овальные пластины с 4 вогнутостью посереди- 8 не 12

11,6 !

5,0

19,5

375

Овальные пластины с 4 вогнутостью, смещенной 8 к незакрепленному кон- 12 цу

Прямоугольные пластины с закругленными краями и скрученными под углом 120 друг относительно друга концами (горизонтальное расположение) Скорость Гидравличес1 00353

Составитель А.Сондор

Редактор:A.Ëåæíêíà Техред M.Дидык Корректор Э.Лончакона

Заказ 4798/10 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 1 303 5, Москва, Ж-3 5, Раушская наб °, 4 / 5

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