Массообменный аппарат

 

Изобретение относится к технике проведения процессов, протекающих при контакте газа (пара) с жидкостью в колонных аппаратах, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Изобретение позволяет повысить эффективность массообмена за счет организации интенсивного соударения потоков и равномерного распределения жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков. Это достигается тем, что в аппарате с корпусом и контактными блоками из опрокинутых усеченных конусов с убывающими диаметрами и дополнительных с возрастающими диаметрами и карманами сбора жидкости, опрокинутые и дополнительные конусы снабжены обратными конусами, расположенными на их поверхности, при этом меньшее основание блока дополнительных конусов перекрыт V - образной вставкой-карманом. У нижнего основания блока опрокинутых усеченных конусов укреплена вогнутая поверхность. Над уровнем большего основания блока опрокинутых усеченных конусов установлен радиальный завихритель потока. Внутри корпуса аппарата установлены концентрический переточный канал, связанный с карманами сбора жидкости, и дополнительный переточный канал, верхний конец которого соединен с V - образной вставкой. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4481519/31 26 (22) 13.09.88 (46) 23.11.90. Бюл. № 43 (71) Казахский химико-технологический институт (72) В. Д. Лукин, П. К. Омаркулов, Л. Д. Пляцук, О. С. Балабеков и А. M. Оспанов (53) 66.048.375 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1210873, кл. В 01 D 3/22, !986. (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к технике проведения процессов, протекающих при контакте газа (пара) с жидкостью в колонных аппаратах, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Изобретение позволяет повысить эффективность массообмена за счет организации интенсивного соударения потоков и равномерного распреИзобретение относится к технике проведения процессов, протекающих при контакте газа (пара) с жидкостью в колонных аппаратах, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности массообмена за счет организации интенсивного соударения потоков и равномерного распределения жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков.

На фиг. 1 изображен массообменный аппарат, работающий в противоточном режиме, поперечный разрез; на фиг. 2 аппарат, работающий в прямоточном режиме, поперечный разрез.

Массообменный аппарат содержит (фиг.1, корпус 1 с патрубками подачи газа

„„Я0„„1607847 А 1 деления жидкости по всему поперечному. сечению контактных блоков. Это достигается тем, что в аппарате с корпусом и контактными блоками из опрокинутых усеченных конусов с убывающими диаметрами и дополнительных с возрастающими диаметрами и карманами сбора жидкости, опрокинутые и дополнительные конусы снабжены обратными конусами, расположенными на их поверхности, при этом меньшее основание блока дополнительных конусов перекрыто V-образной вставкой-карманом. У нижнего основания блока опрокинутых усеченных конусов укреплена вогнутая поверхность.

Над уровнем большего основания блока опрокинутых усеченных конусов установлен радиальный завихритель потока. Внутри корпуса аппарата установлены концентрический переточный канал, связанный с карманаа ми сбора жидкости, и допол н и тел ьный переточный канал, верхний конец которого соединен с V-образной вста вкой.

3 з. п. ф-лы, 2 ил. и жидкости, патрубками вывода газа и жидкости, контактные блоки, состоящие из чередующихся с зазором, опрокинутых усеченных конусов 2 с убывающими диаметрами и дополнительных, симметрично расположенных конусов 3 с возрастающими диаметрами, а также уcTBHQBëåííûå в корпусе 1 карманы 4 сбора жидкости. На внешней поверхности у больших оснований дополнительных конусов установлены обратные конусы 5. Меньшее основание блока ответных конусов 3 перекрыто Ъ -образной вставкой-карманом 6, а опрокинутые конусы снабжены обратными конусами 7, установленными на внутренней стороне у меньших оснований. Конусы 5 и 7 могут быть перфорированы. Аппарат снабжен патрубками подачи газа 8 и жидкос; и 9. патрубками вы1607847

20

35

Формула изобретения

50

55 вода газа 10 и жидкости ll и радиальным завихрителем 12 потока.

Аппарат может быть (фиг. 2) также снабжен концентрическим переточным каналом 13, связанным с карманом 4, и дополнительным переточным каналом 14. У меньшего основания блока опрокинутых конусов 2, образующего зазор с V-образной вставкойкарманом 6, укреплена вогнутая поверхность

15, верхним концом заканчивающаяся над вышележащим обратным конусом и образующая с ним зазор. В нижней части аппарата установлено распределительное устройство, состоящее из конуса 16 и загиба 17, а между ними имеется проходная щель для жидкости. Вместо усеченных конусов можно устанавливать усеченные пирамиды с многогранным поперечным сечением.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

При движении, фаз в противоточном режиме жидкость подается через патрубок 9, откуда поступает в карман 4 сбора жидкости и растекается по внутренней поверхности верхнего опрокинутого усеченного конуса 2 в виде пленки. Достигнув желоба, образованного усеченным 2 и обратным 5 конусами, частично в нем накапливается. Другая часть жидкости проходит через перфорации обратного конуса 7 и равномерно орошает поверхность нижележа щего конуса 2 аналогично повторяя свой путь. Газовый поток подается через патрубок 8 и, двигаясь снизу вверх, контактирует с пленкой жидкости, текущей по перфорациям обратных кону-" сов 5 и 7, дробя жидкость на капли.

При движении фаз в прямоточном режиме газовый поток поступает в аппарат по патрубку 8 и, распределяясь в распределительном устройстве, ударяется о поверхность жидкости. Жидкость, заполнявшая проходное сечение, за счет действия скоростного напора газа отжимается, и в проходном сечении образуется вакуум, Это создает эжекционный эффект, в результате которого жидкость подхватывается газовым потоком и дробится на капли с последующим образованием восходящей жидкостной пленки на внутренней стороне нижнего дополнительного конуса 3, которая, срываясь с торцов у меньшего основания дополнительных конусов 3, дробится на капли. После этого некоторая часть жидкости попадает во внутреннюю сторону вышележащего дополнительного конуса 3 с образованием восходящей жидкостной пленки, а другая часть образует газокапельную смесь и, проходя зазор между дополнительными конусами, в режиме нисходящего прямотока ударяется в обратные конусы 5. Жидкость за счет сил инерции попадает в желоб, образованный с помощью дополнительных 3 и обратных

5 конусов, а газовый поток подхватывает некоторую часть жидкости, находящуюся в желобе, и устремляется вверх. Газожидкостный поток, поступая в верхний блок, распредмяется по зазорам, образованными опрокинутыми конусами 2. Пройдя зазор, образованный меньшим основанием нижнего усеченного конуса и V-образной вставкой 6, газожидкостный поток ударяется о зеркало жидкости, находящейся в V-образной вставке 6, что способствует ускоренному перетоку жидкости через переточные каналы в нижнюю часть аппарата за счет действия напора газокапельного потока.

Укрепление вогнутой поверхности 15 позволяет организовать соударение потоков, а именно потока, огибающего внутреннюю поверхность вогнутой поверхности 15, и потока, подающегося через вышележащий зазор, что в целом способствует образованию высокоразвитой поверхности фаз. Попадая в зону радиального завихрителя 12, газожидкостный поток закручивается. Это позволяет сепарировать жидкость из потока, после чего газ устремляется в патрубок 10, а жидкость отбрасывается к корпусу 1 аппарата с последующим поступлением в карманы 4 сбора жидкости, откуда через переточные каналы 13 и 14 поступает в дополнительные конусы. При этом в закрученном потоке давление по сечению аппарата неодинаково. Оно возрастает от оси к периферии. Максимальное давление будет у стенок корпуса 1. По этой причине над переточными каналами 13 и 14 давление выше, чем под переточным каналом, вследствие чего достигается принудительный отвод жидкости из карманов 4.

Предлагаемый массообменный аппарат позволяет существенно интенсифицировать масссюбменный процесс.

1. Массообменный аппарат, включающий корпус с расположенными по высоте аппарата контактными блоками, состоящими из чередующихся с зазором, опрокинутых усеченных конусов с убывающими ди а метрам и и дополнительных, симметрично расположенных конусов с возрастающими диаметрами, и карманы сбора жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена за счет организации интенсивного соударения потоков и равномерного распределения жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков, опрокинутые усеченные и дополнительные конусы снабжены обратными конусами, расположенными на внутренней поверхности у меньших оснований опрокинутых усеченных конусов и на внешней поверхности у больших оснований дополнительных конусов, при этом меньшее основание блока дополнительных конусов снабжено V-образной вставкой-карма!

607847

:23 ном, образующей зазор с меньшим основанием блока опрокинутых усеченных конусов, снабжено вогнутой поверхностью, верхним концом заканчивающейся над вышележащим обратным конусом и образующей с ним зазор.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижнее основание блока опрокинутых усеченных конусов снабжено вогнутой поверхностью, верхним концом заканчивающейся над вышележащим обратным конусом и образующей с ним зазор.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что блок усеченных опрокинутых конусов снабжен радиальным завихрителем потока, установленным над уровнем большего основания блока.

4. Аппарат по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что корпус аппарата снабжен концентрическим переточным каналом, связанным с карманами сбора жидкости, и дополнительным переточным каналом, верхний конец которого соединен с V-образной вставкой-карманом.

1б 07847

Газ

Фиг, 2

Составитель А. Бабочкин

Редактор Г. Гербер Техред А. Кравчук Корректор А. Осауленко

Заказ 3577 Тираж 557 Подписное

ВНИИПИ Государственного комите а по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101