Тепломассообменный аппрат

 

Изобретение относится к химической технике, в частности к аппаратам, предназначенным для тепломассообменных процессов взаимодействия газожидкостных систем, сопровождающихся быстрой химической реакцией, и работающим по принципу взаимодействия фаз в нисходящем прямотоке, и позволяет интенсифицировать процесс тепломассопередачи за счет создания дополнительных зон контакта и расширения диапазона устойчивой работы. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с размещенными в нем контактными устройствами, состоящими из приемного усеченного конуса, внутри которого расположен дополнительный распыливающий конус, имеющий с приемным конусом общее большее основание и направленный меньшим основанием вниз, а в зоне многолопастного завихрителя на внутренней поверхности корпуса установлены пластины, расположенные под углом к образующей аппарата. В стенке приемного конуса выполнены отверстия, расположенные на одном уровне с нижним срезом дополнительного распыливающего конуса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU» 1556725 (51)5 В 01 D 53/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВнДЕТЕПЬСТВУ

Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4417552/31-26 (22) 28.04.88 (46) 15.04.90. Бюл. № 14 (71) Белорусский технологический институт им. С. М. Кирова (72) С. А. Лахтанов, А. И. Ершов, В. А. Марков и А. А. Лакомкин (53) 66.071.7.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 832297, кл. Е 28 С 3/06, 1977. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к химической технике, в частности к аппаратам, предназначенным для тепломассообменных процессов взаимодействия газожидкостных систем, сопровождающихся быстрой химической реакцией, и работающим по принципу взаимодействия фаз в нисходящем прямотоИзобретение относится к химической технике, в частности к аппаратам, предназначенным для тепломассообменных процессов взаимодействия газожидкостных систем, сопровождающихся быстрой химической реакцией, и работающим по принципу взаимодействия фаз в нисходящем прямотоке.

Цель изобретения — интенсификация процесса тепломассопередачи за счет создания дополнительных зон контакта и расширения диапазона устойчивой работы.

На фиг. 1 изображен аппарат, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — контактное устройство с инжекционными отверстиями для циркуляции газа и жидкости.

Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с размещенными в нем ярусами, последовательно один над другим, коническими контактными устройствами 2.

Каждое контактное устройство 2 состоит из приемного усеченного конуса З,многолопастрого завихрителя 4, дополнительного рас2 ке, и позволяет интенсифицировать процесс тепломассопередачи за счет создания дополнительных зон контакта и расширения диапазона устойчивой работы. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с размещенными в нем контактными устройствами, состоящими из приемного усеченного конуса, внутри которого расположен дополните lbHbIH распыливающий конус, имеющий с приемным конусом общее большее основание и направленный меньшим основанием вниз, а в зоне многолопастного завихрителя на внутренней поверхности корпуса установлены пластины, расположенные под углом к образующей аппарата. В стенке приемного конуса выполнены отверстия, расположенные на одном уровне с нижним срезом дополнительного распыливающего конуса.

1 з.п.ф-лы, 3 ил. пыливающего усеченного конуса 5 и наклонных пластин 6. Распыливающий конус 5 имеет с приемным конусом 3 общее большее основание 7 и направлен меньшим основанием 8 вниз. Наклонные пластины 6 расположены на внутренней стенке корпуса 1 в зоне завихрителя 4 под углом к образующей аппарата таким образом, что нижний срез 9 пластин находится на одном уровне с основанием 10 многолопастного завихрителя, а верхний срез 11 пластин — выше верхнего среза 12 многолопастного завихрителя. Для диспергирования газожидкостного потока и придания ему вращательного дви жения завихритель 4 имеет тангенциальные лопатки 13. Для осуществления циркуляции газа и жидкости внутри каждого контактного устройства 2 приемный усеченный конус 3 выполняется с отверстиями 14, причем отверстия 14 находятся на уровне среза нижнего основания 8 распыливающего усеченного конуса 5.!

556725

Формула изобретения

Аппарат работает следующим образом.

Газ и жидкость подаются в цилиндрический корпус 1 сверху, смешиваются, и нисходящий газожидкостной поток направляется в верхнее контактное устройство 2.

Стекающая по внутренней поверхности дополнительного усеченного конуса 5 жидкость распыливается газовым потоком, образуя при этом факел распыла в приосевой зоне контактного устройства 2. Затем газ и жидкость попадают в приемный конус 3 и направляются к его меньшему основанию, где скорость газожидкостного потока резко возрастает. На выходе из приемного конуса 3 газожидкостный поток попадает в многолопастный завихритель 4, причем та часть жидкости, которая движется в виде пленки по внутренней поверхности приемного конуса 3, распыливается газовым потоком на нижнем срезе меньшего основания приемного конуса 3, а другая часть жидкости, движущаяся в приосевой зоне, ударяется об основание 10 многолопастного завихрителя 4. Затем газожидкостной поток попадает на тангенциальные лопатки 13 завихрителя 4, приобретает вращательное движение и направляется к внутренней поверхности корпуса аппарата 1.

Одна часть газожидкостного потока поступает на наклонные пластины 6 и по ним направляется вверх в пространство между наружной частью приемного конуса 3 и внутренней поверхностью аппарата I, жидкость переливается через верхний срез II пластин 6 и стекает вместе с газом на нижерасположенное контактное устройство 2.

При изготовлении приемного усеченного конуса 3 с отверстиями 14 на уровне среза нижнего основания 8 распыливающего усеченного конуса 5 часть газожидкостного потока из пространства между верхней наружной поверхностью приемного конуса 3 и корпусом 1 ижектируется через отверстия 4 и смешивается с входящим в контактное устройство свежим газожидкостным потоком.

Инжекция через отверстия 14 осуществляется за счет высоких скоростей газожидкостного потока на выходе из распыливающего усеченного конуса 5.

Использование дополнительного распыливающего усеченного конуса, имеющего общее большее основание с приемным конусом и направленного меньшим основанием вниз, создает дополнительную зону контакта в сочетании с более полным использованием рабочего объема за счет создания факела распыла на срезе меньшего основания дополнительного конуса в приосевой зоне контактного устройства.

Наличие наклонных пластин, установленных под углом к образующей аппарата на внутренней поверхности корпуса в зоне .многолопастного завихрителя, и располо5

10 l ""

30 жение их таким образом, что нижний срез пластин находится на одном уровне с основанием многолопастного завихрителя, а верхний срез пластин — выше верхнего среза многолопастного завихрителя, обеспечивает более эффективное использование рабочего объема аппарата за счет направления части газожидкостного потока по наклонным пластинам вверх в пространство между наружной поверхностью приемного конуса и внутренней поверхностью корпуса аппарата, а также приводит к расширению диапазона устойчивого энергетически выгодного режима работы вследствие исключения возникновения вращающегося слоя жидкости в зоне многолопастного завихрителя.

Изготовление приемного усеченного конуса с отверстиями, расположенными на одном уровне с нижним срезом дополнительного распыливающего конуса, обеспечивает дополнительную циркуляцию газа и жидкости внутри контактного устройства за счет инжекции части газо>кидкостного потока в приосевую область контактного устройства из пространства между наружной поверхностью приемного конуса и корпусом аппарата.

Создание факелов распыла газожидкостного потока на срезе распыливающего и приемного конусов, диспергирование жидкости за счет удара газожидкостного потока об основание завихрителя, циркуляция газожидкостного потока за счет наличия наклонных пластин и инжекции через отверстия обеспечивают также многократное изменение поверхности взаимодействия фаз внутри контактного устройства, что существенно увеличивает эффективность процесса массопередачи при хемосорбции, сопровождающейся быстрой химической реакцией.

I. Тепломассообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с размещенными последовательно один над другим коническими контактными устройствами, состоящими из приемного усеченного конуса и многолопастного завихрителя, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассопередачи за счет создания дополнительных зон контакта и расширения диапазона устойчивой работы, он снабжен дополнительным распыливающим усеченным конусом, установленным внутри каждого приемного конуса, имеющим с приемным конусом общее большее основание и направленным меньшим основанием вниз, и пластинами, установленными в зоне многолопастного завихрителя каждого контактного устройства на внутренней поверхности корпуса, под углом к образующей аппарата так, что нижний срез пластин находится на одном уровне с основанием многолопастного завихрителя, а верхний срез — выше верхнего среза многолопастного завихрителя, при этом

1556725 большее основание приемного конуса нижерасположенного контактного устройства расположено ниже основания многолопастного завихрителя вышерасположенного контактного устройства.

Составитель Г. Урусова

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 676 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!

1/ ф б

1У

2. Аппарат по п. 1, оглу»а ощийся те i, что приемный конус выполнен с отверстиями, расположенными на одном уровне с нижним срезом дополнительного распыливающего конуса.