Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к тепломассообменному оборудованию и может быть использовано для очистки газа от твердых, жидких и газообразных примесей. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с входным и выходным патрубками для газа, средство подачи оросительной жидкости и контактное устройство из перфорированных наклонных поверхностей. Сущность изобретения состоит в том, что средство для подачи оросительной жидкости выполнено в виде вертикальной трубы, размещенной в центральной части корпуса и снабженной поярусно расположенными отверстиями, а на наружной части указанной трубы размещены подпружиненные втулки с отверстиями, расположенными напротив отверстий трубы, причем к каждой втулке под отверстием приклеплена с возможностью вертикального перемещения обечайка в виде усеченного конуса, большее основание которого образует с корпусом зазор, а под указанной обечайкой прикреплена к корпусу большим основанием обечайка в виде обратного усеченного конуса, меньшее основание которого образует зазор с трубой для подачи оросительной жидкости. Каждая втулка снаружи снабжена кольцеобразным кожухом, образующим с верхней поверхностью обечайки щелевое отверстие для подачи жидкости. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к тепломассообменному оборудованию и может быть использовано для очистки газа от твердых, жидких и газообразных примесей.

Известен аппарат для очистки газа, включающий корпус с входным и выходным патрубками, сепарационную камеру, распыливающие конуса и центральную трубу для подачи жидкости [1] Недостатком такого устройства является малая интенсивность тепломассообмена и значительный расход жидкости.

Наиболее близким к изобретению известным техническим решением является тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками для газа, средство для подачи оросительной жидкости и контактное устройство в виде набора прямоугольных уголков, которые установлены по нисходящей линии попарно с возможностью вращения в разные стороны, выполнены перфорированными и снабжены желобами, установленными под ними [2] Недостаток данного устройства состоит в том, что из-за неравномерного смачивания перфорированной поверхности уголков не обеспечивается равномерность смачивания восходящего потока газа, в результате чего качество очистки остается низким. Кроме того, поскольку при изменениях расхода газа расход жидкости остается неизменным, смачивание газа производится в пределах, весьма далеких от оптимальных значений, что также не обеспечивает требуемой степени очистки газа и приводит к значительному расходу жидкости.

Техническая задача изобретения повышение качества очистки газа и снижение расхода жидкости.

Техническая задача решается за счет того, что в тепломассообменном аппарате, содержащем корпус с входным и выходным патрубками для газа, средство для подачи оросительной жидкости и контактное устройство из перфорированных наклонных поверхностей, в соответствии с изобретением средство для подачи оросительной жидкости выполнено в виде вертикальной трубы, размещенной в центральной части корпуса и снабженной поярусно расположенными отверстиями, а на наружной части указанной трубы размещены подпружиненные втулки с отверстиями, расположенными напротив отверстий трубы, причем к каждой втулке под отверстием прикреплена с возможностью вертикального перемещения обечайка в виде усеченного конуса, большее основание которого образует с корпусом зазор, а под указанной обечайкой прикреплена к корпусу большим основанием обечайка в виде обратного усеченного конуса, меньшее основание которого образует зазор с трубой для подачи оросительной жидкости.

Техническая задача решается также за счет того, что каждая втулка снаружи снабжена кольцеобразным кожухом, образующим с верхней поверхностью обечайки щелевое отверстие для подачи жидкости.

На фиг. 1 изображена схема тепломассообменного аппарата; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Тепломассообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для газа, средство для подачи оросительной жидкости в виде вертикальной трубы 4, размещенной в центральной части корпуса 1, и контактное устройство из перфорированных наклонных поверхностей. Вертикальная труба 4 снабжена поярусно расположенными отверстиями 5. На наружной части трубы 4 размещены втулки 6 с отверстиями 7, расположенными напротив отверстий 5 трубы 4. Втулки 6 снабжены пружинами 8, соосно установленными на трубе 4. К каждой втулке 6 под отверстием 7 прикреплена с возможностью вертикального перемещения перфорированная обечайка 9 в виде усеченного конуса, большее основание которого образует с корпусом 1 зазор 10. Под обечайкой 9 к корпусу 1 большим основанием прикреплена обечайка 11 в виде обратного усеченного конуса. Меньшее основание конуса обечайки 11 образует с трубой 4 зазор 14 для подачи оросительной жидкости. Каждая втулка 6 снаружи может быть снабжена кольцеобразным кожухом 13, образующим с верхней поверхностью обечайки 9 щелевое отверстие 14 для пленочной подачи жидкости. В верхней части корпуса 1 размещен каплеуловитель 15. К нижней части корпуса 1 прикреплен патрубок 16 для слива жидкости с продуктами очистки.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Загрязненный газ через патрубок 2 подается внутрь корпуса 1, поднимается, пересекая перфорированные поверхности обечаек 9 и 11. Одновременно с этим по трубе 4 подается оросительная жидкость, которая через отверстия 5 и 7 стекает на поверхность обечайки 9 и в виде пленки направляется к зазору 10, откуда сливается на поверхность обечайки 11. Далее часть жидкости через зазор 12 стекает на нижележащую обечайку 9. Часть жидкости стекает с обечаек 9 и 11 через их перфорацию навстречу потоку газа. Восходящий поток газа орошается движущимся ему навстречу равномерно распределенным по сечению капельным потоком жидкости и подвергается интенсивному фазообмену. Газожидкостная смесь при пересечении перфорации обечаек 9 и 11 многократно дробится и дополнительно орошается пленочной жидкостью, стекающей по этим обечайкам. Очищенный газ проходит через каплеуловитель 15 и через патрубок 3 направляется потребителю.

При увеличении расхода газа повышается его напор на обечайки 9, которые вместе с втулками 6 поднимаются, сжимая пружины 8. При этом отверстия 7 втулок 6 поднимаются относительно неподвижных отверстий 5 трубы 4, что увеличивает проходной канал для прохода жидкости из трубы 4 на поверхность обечайки 9. При совпадении оси отверстий 7 с осью отверстий 5 расход жидкости на орошение становится максимальным при максимальном расходе газа.

При снижении расхода газа втулки 6 под действием пружин 8 опускаются вниз, в результате чего отверстия 7 смещаются относительно неподвижных отверстий 5 трубы 4, что уменьшает проходной канал для жидкости. Таким образом, обеспечивается автоматическая регулировка расхода жидкости за счет изменения напора газа при его переменных расходах.

Конструктивные особенности предлагаемого тепломассообменного аппарата позволяет упорядочить движение пленочной жидкости по наклонным перфорированным поверхностям, обеспечить равномерное смачивание газа и регулирование расхода жидкости при неизменных расходах газа. Снабжение каждой втулки 6 кольцеобразным кожухом 13 и образование с верхней поверхностью обечайки 9 щелевого отверстия 14 позволяют обеспечить подачу на наклонную поверхность обечайки пленки жидкости заданной толщины и более равномерно распределять жидкость по поверхности обечайки.

Технико-экономическая эффективность заявляемого тепломассообменного аппарата по сравнению с прототипом заключается в повышении до 10-12% качества очистки газа за счет повышения равномерности его орошения и интенсификации фазообмена за счет последовательного пересечения перфорированных конусных поверхностей обечаек, смоченных пленочной жидкостью, равномерно стекающей в радиальном направлении и вниз навстречу потоку газа через перфорацию. За счет того, что расход жидкости автоматически регулируется в зависимости от изменения расхода газа, орошение газа обеспечивается в оптимальных пределах, причем расход жидкости снижается на 20-30%

Формула изобретения

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с входным и выходным патрубками для газа, средство для подачи оросительной жидкости и контактное устройство из перфорированных наклонных поверхностей, отличающийся тем, что средство для подачи оросительной жидкости выполнено в виде вертикальной трубы, размещенной в центральной части корпуса и снабженной поярусно расположенными отверстиями, а на наружной части указанной трубы размещены подпружиненные втулки с отверстиями, расположенными напротив отверстий трубы, причем к каждой втулке под отверстием прикреплена с возможностью вертикального перемещения обечайка в виде усеченного конуса, большее основание которого образует с корпусом зазор, а под указанной обечайкой прикреплена к корпусу большим основанием обечайка в виде обратного усеченного конуса, меньшее основание которого образует зазор с трубой для подачи оросительной жидкости.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждая втулка снаружи снабжена кольцеобразным кожухом, образующим с верхней поверхностью обечайки щелевое отверстие для подачи жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2