Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) - жидкость, и может быть использовано для проведения абсорбции, десорбции, охлаждения и очистки газов в химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности. Цель изобретения состоит в повышении эффективности тепломассообмена и надежности работы аппарата за счет пульсирующей подачи жидкости. Аппарат содержит вертикальный корпус 1, трубы 2 с распределителями 15, распределительную камеру 3. Распределительная камера 3 содержит кольцевой карман 4, направленный свободными кромками 5 вниз, дополнительную цилиндрическую обечайку 6, установленную с зазором к корпусу распределительной камеры, а также распределительный диск 7 с перфорацией 8 в периферийной части и с центральным патрубком 9 для прохода газа. Распределительный диск 7 в сочетании с дополнительной цилиндрической обечайкой 6 образуют приемный карман для жидкости 10, соединенный с плоскостью трубной решетки кольцевым сифонным каналом 11. Межтрубное пространство аппарата служит для подачи теплоносителя. Устройство распределительной камеры обеспечивает пульсирующую подачу жидкости в трубы 2, где пленка жидкости опускается вниз в режиме нисходящего прямотока с газом. Скорость газа в трубах 2 до 20-30 м/с. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 01 D 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11

Ю

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4424472/31-26 (22) 12.05.88 (46) 15.04.90. Бюл. Р 14 (71) Горьковский политехнический институт (72) Л.А. Бахтин, В.М. Косырев, В.К. Цыплов и Л.Я. Живайкин (53) 66. 015.23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1375301, кл. В 01 Э 53/18, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1197681, кл. В 01 D i/22, 1983.

Авторское свидетельсгво СССР

Р 1240428, кл. В 01 D 3/28, 1984.,,su„„ а1

2 (54) TEKIOMACCOOBMEHHbIA АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) — жидкость, и может быть использовано для проведения абсорбции, десорбции, охлаждения и очистки газов в химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности. Цель изобретения состоит в повышении эффективности тепломассообмена и надежности работы аппарата за счет пульсирующей подачи жидкости. Аппа1556704

10 рат содержит вертикальный корпус 1, трубы 2 с распределителями 15, распределительную камеру 3. Распределительная камера 3 содержит кольцевой карман 4, направленный свободными кромками 5 вниз, дополнительную цилиндрическую обечайку 6, установленную с зазором к корпусу распределительной камеры, а также распределительный диск 7 с перфорацией 8 в периферийной части и с центральным патрубком 9 для прохода газа. Распределительный диск 7 в сочетании с, I

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) — жидкость, и может быть исцользовано для проведения абсорбции, десорбции, охлаждения и очистки газов в химической, нефтехимической и смежных оч раслях промышленности, в частности в производстве серной кис" лоты на стадии абсорбции триоксида серы.

Цель изобретения — повышение эффективности тепломассоо мена и надежности работы путем турбулизации, стекающей пленки пульсирующей пода- чей жидкости.

На чертеже приведена верхняя часть тепломассообменного аппарата, продольный разрез.

Аппарат содержит корпус 1, трубы

2 внутреннего тепломассообменника и распределительную камеру 3. Расп- 40 ределительная камера содержит кольцевой карман 4, направленный свободными кромками 5 вниз, дополнительную цилиндрическую обечайку 6, установ.ленную с зазором к корпусу распреде- 45 лительной камеры, а также распределительный диск 7 с перфорацией 8 в пе" риферийной части и с центральным патрубком 9 для прохода газа. Распределительный диск 7 в сочетании с дополнительной цилиндрической обечайкой

6 образуют приемный карман 10 для жидкости ° сообщенный с плоскостью трубной решетки кольцевым сифонным каналом 11.

В верхней части распределительной камеры расположены штуцеры 12 и 13 для ввода газа и жидкости. Для обеспечения пленочного течения дополнительной цилиндриче ской обечайкой 6 образуют приемный карман для

I жидкости 10, соединенный с плоскостью трубной решетки кольцевым снфонным каналом 11. Межтрубное пространство аппарата служит для подачи теплоносителя. Устройство распределительной камеры обеспечивает пульсирующую подачу жидкости в трубы 2, где пленка жидкости опускается вниз в режиме нисходящего прямотока с газом. Скорость газа в трубах 2 до 20-30 м/с.

1 3 ° IT ° ф лы 1 ил °

1 жидкости на каждой из теплообменных труб 2, концы которых закреплены в трубной решетке 14, установлены индивидуальные распределители 15 (например, щелевого типа).

Корпус 1 аппарата снабжен штуцерами 16 для подвода и отвода теплоносителя в его межтрубное пространство (на чертеже показан один).

Газ в аппарат может подаваться как снизу, так и сверху, поэтому в аппарате в принципе возможен как нисходящий прямоток фаз, так и их противоток.

Устройство работает следующим образом.

Реакционная жидкость и газ подаются в аппарат прямотоком. Реакционный газ через штуцер 12 подается в распределительную камеру 3 и далее проходит через центральный патрубок 9 распределительного диска 7 и равномерно распределяется по всему сечению аппарата.

Реакционная жидкость через штуцер

13 поступает в распределительную камеру 3, в приемный карман 10 на распределительном диске 7. Далее через перфорацию 8 часть жидкости поступает на трубную решетку 14 и, проходя через распределители 15, стекает по трубам 2 в виде пленки, где жидкость взаимодействует с газовым потоком.

При больших нагрузках по жидкости наряду с постоянным орошением через перфорацию 8 в распределительном диске 7 по кольцевому сифонному каналу 11 происходит пульсирующая подача жидкости на трубную решетку 14 и далее в трубы 2.

Формула изобретения

Составитель А. Сондор

Техред М.Дидык Корректор М. Максимишинец

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 675 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

"Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Производственно-издательский комбинат

5 15567

Пульсации орошения создаются таким образом.

Вначале в приемном кармане 10 имеется уровень жидкости, достигающий нижних кромок 5 кольцевого кармана

4. Жидкость по кольцевому сифонному каналу 11, образованному корпусом и дополнительной цилиндрической обечайкой 6, не проходит. По мере поступления жидкости из штуцера 13 уровень ее поднимается до верхней кромки дополнительной цилиндрической обечайки 6 и начинает перетекать через нее. Далее все сечение кольцевого сифонного канала 11 заполняется жидкостью. Происходит запуск устройства.

В короткий промежуток времени жидкость кольцевой струей сбрасывается на трубную решетку 14, что сопровож- 2О дается повышением ее уровня и увеличением.подачи в трубы 2. При этом жидкость на диске 7 снова падает до уровня нижней кромки 5 кольцевого . кармана 4. Поступление жидкости по сифонному кольцевому каналу 11 прекращается. Поскольку жидкость продолжает поступать из штуцера 13, уровень ее вновь поднимается и описанньп цикл повторяется. Этому соответству- 3б ет циклическое изменение слоя жидкости на трубной решетке, а значит пульсирующая подача жидкости в трубы 2.

Пульсирующая подача жидкости обеспечивает более качественное орошение, при котором сухих участков теплообменной поверхности труб не остается.

Пульсирующая подача орошения дополнительно турбулизирует стекающую пленку, нарушает пристенную ламинарную структуру, усиливает волнообразование, что способствует повышению эффективности тепломассообмена и надежности работы аппарата.

Таким образом, использование предлагаемого аппарата обеспечивает но сравнению с известными за счет пульсирующей подачи жидкости повьппение

04 6 эФфективности тепломассообмена, уменьшая размеры, а значит и металлоем кость аппарата, повышение надежности работы аппарата, увеличивая межремонтный пробег и увеличивая срок его службы.

Кроме того, конструкция аппарата проста и технологична, отсутствуют какие-либо подвижные части. Создание пульсаций не требует подвода до" полнительной энергии извне.

Указанные преимущества позволяют сократить расходы, как на изготовление, так и на последующую эксплуатацию аппарата, sa счет чего снижается себестоимость выпускаемой продукции.

1. Тепломассообменный аппарат, включающий корпус с вертикальными теплообменными трубами, размещенными в трубных решетках, и распределительную камеру с кольцевым карманом, с отбортованными кромками, патрубки для газа и жидкости, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности тепломассообмена и надежности работы sa счет пульсирующей подачи жидкости, кольцевой карман размещен в верхней части распределительной камеры и направлен кромками к трубной решетке, гри этом распределительная камера снабжена установленной с зазором к корпусу дополнительной цилиндрической обечайкой, которая верхней своей кромкой заглублена.внутрь кармана и снабжена установленным в ней диском с размещенными над ним патрубком для прохода газа с образованием дополнительного приемного кармана, который сообщен с полостью над трубной решеткой кольцевым сифонным каналом.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что диск снабжен перфорацией.