Тепломассообменный аппарат
Изобретение относится к полым скоростным прямоточным тепломассообменным аппаратам, предназначенным для проведения процессов абсорбции, хемосорбции, пылеулавливания, ректификации, увлажнения, может найти применение в химической и ряде других смежных отраслей промышленности и позволяет интенсифицировать процесс массообмена при обработке больших объемов газа за счет увеличения поверхности контакта взаимодействующих фаз. Тепломассообменный аппарат включает вертикальный цилиндрический корпус со штуцерами ввода и вывода газа и жидкости, внутри которого установлены тарелки с переливными устройствами. Тарелки снабжены центральными и периферийными контактными элементами, каждый из которых выполнен в виде патрубка и отражателя с лопатками. Высота периферийных контактных элементов больше или меньше высоты центрального контактного элемента соответствующей тарелки, а количество переливных устройств равно количеству периферийных контактных элементов. Переливные устройства расположены на равном расстоянии от центрального и соответствующей пары периферийных контактных элементов. При этом соотношение высот центрального и периферийного контактных элементов на смежных тарелках противоположно. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 426982()/23 26 (22) 25 )5 8, (46) 07.1 .8(!. Вюл. № 45 (72) А. С. ордзиевский, В. Л. Тарасов, М. И. Пол PB, (., И. Аникее,а.
<1) И. 1;расотин, Г. М. Ьо)даренко, Г. >!. (.к.idpol н 1). Л. Зи Г оман (5,) j 66 (1! 5 28 15 (088 81 (51) 1.р()И«ЕВ !1 1!. И др. ПрОМЫ<НЛ. ННВ((>чисTK;-; газ,)B B скоростных пенных аппарат lх В прон <н< l< Tв" мн«ppалLHûõ удоорен«й.
М, i .È!!T:1ÕÈÌ, 1985, с. 17.
,54! 1E .11,,1()У1А(.(.ж)ВМЕ111-!ЫЙ А!1<1А(эд г (571 1!
)Ост !ым прямоточным тепломассообме1 J.: и;>рата м, >1 редназ н а ченныл! для п роведеHHH про!В< с<)i! Восорбции, хемосорбции, пы )е)лав.>ива!)нri, ректификации, увлажнения, м.)жет найти применение в химической и рндс других смежных отраслей промышлен<ости и позволяет интенсифицировать проИЗОГ) ре l BH и(. OTносится к полы! II!)(»Ec(c()I. 1< с(>рбции. хемосорбции, ректификации,; влажнения, пылеулавливания, и может найти применение в химической и ряде других смежных отраслей промышленности. ! 1ель и:!Обретения — интенсификация )роцесса массообмена при обработке боль«)нх объемов газа за счет увеличения поверхнос) и контакта взаимодействующих фаз. 1!а фиг. l представлен тепломассообмен>)ый а пна рат, продольный разрез; на фи1 2 тарелка, план. Теплом ассообменный а ппа рат включает Вертикальный цилиндрический корпус l co „„Я0„„1526 "<2Я А 1 lie(c массообмена I Тепломассообменныи аппарат включает вер тикальный цилиндрический корпус со штуц= ! ),!. 1Н ВВОДа И ВЫ В<)Д,) Г.а.:„> И ЖИДК()() И ьнутри которого установ. it нь> тар t H II(-р линными уст ройсгва ;!«. 1ар(,>к i снаб вены ,-:1 траЛЬНЫМИ И ПЕриф>Е1> <й«Ь МН КО»1;!Кгнь ,1, -. 1 t л! е н та м и, ь а ж i:iI It 1. К(; т ) р ы х 11,1:.1<, > н (I! н н«: с >;=трубка н отпал<1> с.>я с лоп()ткал!и Вы;<>Id lit рифе;)ийных Hc . гак г«l (x эл(и IIT()B ; >ДЕ И, И Х)Е. .ЬП<; ВЬ С 1 >>Е)>) !»)ЛЬП<) ) ; », К Т НГ) ;! >.,>P)„1(H T 1 > <)О I i!> I <.I<>„K);I t il >;.! р< > .1>), а коли <есi В<> 1>еред" В !Ых (тр(1!Ст B р;<В>н кол«чесгву llpp«ôt рийных к< н<акгных э. IC)IPHTOÂ. ПеpP. IH1!»BIC СТро>!< TB 1 ()-!Cl)t),"! ) .Ксны на равном расст()11ич . 1 цеl>i<>, I,II:— «<>i(> и соответстнуюцiей и,) 1», lit р,i,! с pit:! iI -iI х конта ктн ы > "„ )е. >(I! Го:<. (1 pII -» o "! ()ТH<> Ill(НИ ВЫСОТ Ц(1>ТР > Il,li() I (> 1! I! . >< фЕPI! й— г<0! () КОНТ(3 КТН Ы Х ЭЛ(МЕ Н ГОН i Ill T> ll(p3 м и ВВОда 2 н В!эi B<). \, > 8 ;< 3<>, В ВО 1а 4 H ВЫ В();1.1 5 ж !!л К(>от>1, B>t) Гри к(торого установлены гар.лк>! 6 )ц р(,- н ными устройствами 7. Т;>релI !I 6 < и;16.+<; ы центральными 8 и периферийными 9 к« II, >(ãными э1ементами, каждый нз которых Bt I полнен в виде патрубков 10 и Отраж;)тели l! с лопатками (не показаны) . Высота iippII ферийных контактных элементов может 1:р( восходить или быть меньше Высоты центрального контактног<) элемента соотве гc) вующей тарелки, а количе TBo переливных устройств 7 равно количе TBi пс риф(pl Il. ных контактных элементов П: р(ливньн: )с< р О и (T B d 7 p B C I) O, 1() 111 (H LI I l 11 1);I B H O Û р;1(С Т<) >!нии эквидистантно соответствук)ще1! и;)р» « 1526720 25 Формула изобретения 45 риферийных контактных элементов. При этом соотношение высот центрального и периферийных контактных элементов на смежных тарелках противоположно. Патрубки 10 контактных элементов выполнены с прорезями 12 в нижней части. Разница высот периферийных и центральных элементов не превышает высоты отражателя с лопатками. Аппарат работает следующим образом. Жидкая фаза через штуцер 4 поступает в верхнюю часть корпуса 1 и равномерно распределяется по верхней та рел ке 6, после чего попадает в прорези 12 в нижней части патрубков 10 контактных элементов и вступает во взаимодействие с восходящим потоком газовой фазы, вводимой в аппарат посредством штуцера 2 и проходящей последовательно через тарелки 6. Б процессе работы единичной ступени контакта имеет место движение газовой и жидкой фазы в режиме восходящего прямотока в каждом патрубке 1О с последующим завихрением двухфазной смеси и отделением газа от жидкости. При этом на выходе из отражателя происходит отбрасывание капель жидкости в направлении стенки корпуса l аппарата. Установка центрального и периферийного контактных элементов на различных уровнях приводит к созданию широкой жидкостной завесы и, следовательно, более рациональному использованию рабочего обьема. В то же время вылет капель жидкости на различных по высоте уровнях практически исключает их соударение, что препятствует возникновению вторичного уноса. Использование совокупности контактных элементов на каждой тарелке обеспечивает существенное увеличение пропускной способности аппарата по газу. Что касается целесообразности чередования соотношения высот центрального и периферийного контактных элементов на смежных тарелках, то данный конструктивный прием направлен на устранение неравномерного запитывания контактных элементов по газу, обусловленного потоком торможения газа у стенки корпуса. Проконтактировавшая жидкость перетекает на нижележащую ступень контакта через переливные устройства 7. При этом количественно равенство периферийных контактных элементов и переливных устройств 7 для каждой отдельной тарелки способствует улучшению гидродинамической обстановки в аппарате и стабилизирует транспорт жидкой фазы как между тарелками, так и через прорези 12 в нижней части патрубка 10. Создание на тарелках безградиентного статического слоя жидкости достигается также вследствие установки переливных устройств 7 тарелок эквидистантно по отношению к центральному и соответствующей паре периферийных контактных элементов, поскольку в данном случае имеет место наиболее равномерное распределение жидкостной нагрузки по периметру переливных устройств. После прохождения рабочего объема проконтактировавшие газовая и жидкая фазы выводятся из аппарата через штуцеры 3 и 5 соот ветстве н но. Проведенные исследования по гидродинамике и массообмену показали, что высокая эффективность массообмена достигается при условии получения в контактных элементах высокотурбулизованного газожидкостного слоя, при скоростях газа свыше 10 — 12 м/с. Тепломассообменный аппарат, включающий вертикальный цилиндрический корпус со штуцерами ввода и вывода фаз, внутри которого установлены тарелки с центральным контактным элементом, выполненным в виде коаксиально установленного патрубка и отражателя с лопатками, перел ивные устройства, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена при обработке больших объемов газа за счет увеличения поверхности контакта взаимодействующих фаз, каждая контактная тарелка снабжена периферийными контактными элементами, высота которых больше или меньше высоты центрального контактного элемента, при этом элементы выполнены с прямым и обратным соотношениями высот в соседних тарелках, а переливные устройства расположены на равном расстоянии от центрального и соответствующей пары периферийных контактных элементов, при этом количество переливных устройств равно количеству периферийных контактных элементов. Газ ЖидЮС777Ь Газ Фиг.1 Составите.н, ll Балаян>в Редактор Н. Горват Техред И. Верее Корректор T. Малец Заказ 7432,7 Тираж 600 П<>диисн»е ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(:Р 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Ра инская наб., д. 4,5 Производственно-издательский комбинат «11атент», г. Ужгород. ул. Гагари>нк Н> I
