Массообменный аппарат

 

Использование: в химическом машиностроении . Сущность изобретения: с целью повышения прозводительности и расширения области использования аппарата, насадок выполнен из двух усеченных конусов, меньшие основания которых соединены с противоположными торцами цилиндра, в котором по периметру выполнены отверстия и снабжен направляющим усеченным конусом, большее основание которого ориентировано вниз. Конус установлен на внешней стороне насадка, которая снабжена кольцевым коллектором, под отверстиями , а сопла коллектора ориентированы вниз. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((() (51)5 В 01 D 3/26. 3/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857129/26 (22) 06.08.90 (46) 23.12.92. Бюл. М 47 (71) Институт проблем механики АН СССР (72) С.С.Новиков, Ю.В.Мартынов. И.Б.Светличный, B,Ô.Màðêoâ и H,Ï.Щипанов (56) Брагинский Л,Н. и др, Перемешивание в жидких средах, Л., Химия, 1984. стр. 323324.

То же. стр. 323-324. рис. 14,3Г, (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Использование: в химическом машиностроении. Сущность изобретения: с целью

Техническое решение относится к области химического машиностроения. . Целью заявленного технического решения является повышение производительну" сти и расширение области испольэовайия аппа рата.

На черт. представлен общий вид массообменного аппарата в разрезе с диниями 1 тока среды.

Аппарат содержит вертикально установленнь|й корпус 1 с патрубками подачи 2, 3 и отвода 4, 5 среды, трубопровода 6, соеди(яющий патрубок 2 и барботер 7, выше которого установлена насадка 8. Насадка 8 состоит из двух усеченных конусов: верхнего 9 и нижнего 10 соединенного меньшими основаниями с торцами цилиндоа 11, в котором выполнены отверстия 12. Ось насадки совпадает с осью аппарата. Выше отверстий 12 соединен с внешней стороной насадки меньшим основанием направляющий усеченный конус 13, обращенный большим основанием вниз. В барботере 7 на оси аппарата выполнено сопло 14 (отверстие), повышения проэводительности и расширения области использования аппарата, насадок выполнен из двух усеченных конусов, меньшие основания которых соединены с противоположными торцами цилиндра, в" котором по периметру выполнены отверстия и снабжен направляющим усеченным конусом. большее основание которого ориентировано вниз; Конус установлен на внешней стороне насадка, которая снабжена кольцевым коллектором, под отверстиями, а сопла коллектора ориентированы . Вниз. 1 ил. направленное вниз. Ниже отверстий 12 на внешней поверхности насадки 8 установлен кольцевой коллектор 15 с соплами 16 ориентированными под углом к вертикали в сторону нижней части боковой стенки аппарата. Коллектор 15 соединен с барботером трубопроводом 17.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкие компоненты поступают в àïïàрат через патрубок 3, газовая фаза — через патрубок 2 и трубопровод 6 в барботер 7 и оттуда в коллектор 15. Гаэ выходит из барботера 7 в виде мелких пузырьков и поднимается вверх через насадку 8. При подъеме пузырьков происходит массообмен ме)кду жидкой и газовой фазами. Из-за эрлифта в аппарате возникает циркуляционное движение среды. Из сопла 14 подается мощная струя газа направленная вниз, которая вызывает интенсивное двухциркуляционное движение среды в области дна. Циркуляционное движение возникает вследствие того, что возникает пара сил: силы всасывания между барботером (барботер представляе

1782622 из себя цилиндрический коллектор, диаметр которого меньше диаметра большего . основания усеченного конуса 10) и нижним основанием усеченного конуса 10 насадки 8 и силы вызывающей движение жидкости на оси аппарата из-за воздействия на нее вытекающей струи газа из сопла 14. Газ также выходит из сопел 16 коллектора 15, при этом также возникает по обе стороны от насадки

8 двухциркуляционное движение жидкости.

Данное движение также обусловлены возникйовением пары сил: сил всасывания в зазор между барботером 7 и насадкой 8 и силы воздействия струй, выходящих из сопел 16, Второе циркуляционное течение возникает под действием пары сйл: cuiii всасывания через отверстия 12, возникающих из-за эжекции в насадке 8 и сил воздействия струй газа, выходящих из сопел 16, на жидкость. Установка направляющего усеченного конуса 13 позволяет: 1) предбтвратить попадания в отверстия 12 среды; прошедшей через насадку 8 (если образуется пенный йродукт, то предотвращает попадание пенного продукта), в результате в отверстия

12 попадает хорошо смешанный раствор)в котором нет преобладания какой-либо компоненты, В отверстия поступает раствор, содержащий концентрацию компонент среднюю в объеме, 2) Верхнее циркуляционное течение частично заходит выше усеченного конуса и оттесняет жидкость, выходящую из насадки 8 к боковой стенке аппарата, в результате вдоль боковой стенки возникает интенсивное движение жидкости. 1аким образом, жидкость, выходящая из насадки сначаладвижется вдоль боковой стенки, потом постепенно всась1вавтся в циркуляционное движение и смешивается с объемом жидкости.

Созданные циркуляционйые течения осуществляют интенсивное перемешивание в объеме, в результате в аппарате ликвидируются все застойные и малоэффективные зоны. Кроме того с газовой фазой взаимодействуют одинаково по времени

5 как компоненты с большей плотностью, так и компоненты с меньшей плотностью.

Для определения эффективности предложенного аппарата были выполнены сравнительные эксперименты на лабораторных

10 моделях объемом 0,1 м В качестве рабочих з. сред использовалась вода и газ СОг. Расход и концентрация COz были одинаковыми в обоих экспериментах. Эксперименты показали, что концентрация (суммарная) СОг в

15 отходящих газах была на 15-20o выше в аппарате прототипе, чем в предложенном аппарате. Так как скорость массообменных процессов в предложенном аппарате на 15 — 20 выше, чем в аппарате прототипе, то

20 производительность аппарата можно увеличить на 15-20o

Формула изобретения

25 Массообменный аппарат, содержащий вертикально установленный корпус с патрубками подачи и отвода сред, насадок, установленный по оси корпуса и барботер, расположенный под ним, о т л и ч а ю щ и й30 с я тем, чтб, с целью повышения производительности и расширения области использования аппарата, насадок выполнен из. двух усеченных конусов, меньшие основания которых соединены с противоположны35 ми торцами цилиндра, в котором по периметру выполнены отверстия и снабжен направляющим сеченным конусом, большее основание которого ориентировано вниз, конус установлен на внешней стороне

40. насадка, которая снабжена кольцевым коллектором под отверстиями, а сопла коллектора ориентированы вниз.

1782622

Составитель С.Новиков

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор

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

Заказ 4472 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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