Роторный распылительный аппарат

 

Изобретение относится к конструкциям роторных распылительных аппаратов и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, пищевой и смежных отраслях промышленности для аппаратурного оформления процессов, ректификации, абсорбции и мокрой очистки газов от растворимых пылей. Цель изобретения - повышение интенсивности осуществляемых процессов, снижение брызгоуноса, уменьшение гидравлического сопротивления, повышение эксплуатационных характеристик аппарата. Роторный распылительный аппарат содержит корпус, секционированный по высоте тарелками, на которых установлены распылители, жестко связанные с валом, проходящим по оси аппарата, и выполненные в виде перфорированных цилиндров, снабженных заборными устройствами, пристенные каплеотбойники, выполненные в виде вертикально установленных металлических пластин. В газоходах сливных тарелок установлены под углом 3-9^o к горизонтальной плоскости направляющие лопатки, а отверстия по поверхности перфорированных цилиндров размещены по образующим, наклоненным под углом 3-9^o к горизонтальной плоскости. 3 ил.

Изобретение относится к конструкциям роторных распылительных аппаратов и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, пищевой и смежных отраслях промышленности для аппаратурного оформления процессов абсорбции, ректификации, мокрой очистки газов от растворимых пылей и др.

Известен /1/ полый распыливающий абсорбер, в котором газ движется вверх по винтовой линии, а поглотитель разбрызгивается через расположенные на центральной трубе форсунки. Часть поглотителя попадает на стенки и стекает по ним пленкой, однако абсорбция на стенках имеет второстепенное значение по сравнению с абсорбцией каплями поглотителя. Равномерное распределение газа в этом аппарате не достигается, т.к. у стенок он движется со сравнительно большей скоростью (по винтовой линии), а в центре аппарата скорость газа мала.

Основной недостаток полых абсорберов этого типа - невысокая эффективность, обусловленная перемешиванием газа и плохим заполнением объема факелов распыленной жидкости. Довольно высок расход энергии на распыление жидкости (0,3-1,0 кВт/ч) на 1 т распыляемой жидкости.

Наиболее близким по техническому решению является роторный распылительный аппарат /2/, который содержит корпус, сливную тарелку, каплеулавитель в виде вертикальных пластин, распылитель жидкости, вал. Данный аппарат также содержит цилиндрический корпус с патрубками тангенциального ввода и вывода фаз, смонтированные в корпусе сливные тарелки снабжены газоходами, вращающиеся на валу распылители жидкости, каплеотбойники, расположенные у стенки корпуса, радиальные стенки газоходов установлены под углом 10-30^o к плоскости тарелки.

Недостатками этого аппарата являются относительно небольшое время прибывания газовой фазы в аппарате, недостаточно низкое гидравлическое сопротивление и большой брызгоунос.

Цель изобретения - повышение интенсивности осуществляемых процессов, снижение брызгоуноса, уменьшение гидравлического сопротивления и повышение эксплуатационных характеристик аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в газоходах неподвижных тарелок установлены направляющие лопатки под углом 3-9 ^o к горизонтальной плоскости тарелки, а распыливающие отверстия на поверхности диспергирующего устройства расположены по образующим, наклоненным под углом 3-9 ^o к горизонтальной плоскости распылителя.

На фиг. 1 представлен роторный распылительный аппарат, вертикальное сечение; на фиг. 2 - вид сбоку диспергирующее устройство; на фиг. 3 - сечение направляющих лопаток в газоходах.

Роторный распылительный аппарат содержит вал 1, цилиндрический корпус 2, распылитель жидкости 3, газоходы 4, установленные в сливной тарелке 5, переточные трубы 6, направляющие лопатки 7, пристенный каплеотбойник 8.

Распылитель 3 состоит из заборного устройства в виде двух коаксиальных цилиндров, между которыми размещены заборные лопатки, в верхней части распылителя установлено диспергирующее устройство в виде перфорированного цилиндра. Сливная тарелка 5 представляет собой диск, на котором установлены в виде коаксиальных цилиндров газоходы 4. В свободном сечении газоходов установлены направляющие лопатки 7. Газоходы делят сливную тарелку на центральную часть питающую чашу и периферийную часть, расположенную у корпуса аппарата. Пристенный каплеотбойник 8 представляет собой набор вертикально установленных металлических пластин, плоскости которых направлены под углом 15^o к вектору абсолютной скорости жидкости, диспергируемой распылителем. Совокупность распылителя 3, тарелки 5 и каплеотбойника 8 представляет собой контактный элемент.

Роторный распылительный аппарат работает следующим образом. Рабочая жидкость из питающей чаши тарелки 5 заборным устройством распылителя 3 подается в диспергирующее устройство, за счет центробежной силы выбрасывается в свободное пространство контактного элемента в виде струй и капель. Размер капель и скорость их истечения определяется свойствами рабочей жидкости, диаметром распыливающих отверстий, диспергирующего устройства и угловой скоростью его вращения.

Достигнув пристенного каплеотбойника 8, капли ударяются о его пластинки, скользят по ним и далее жидкость стекает на сливную тарелку 5 по пластинкам каплеотбойника 8 и корпусу аппарата 2. Касательный удар капель о поверхность пластинок уменьшает образование вторичных капель и снижает брызгоунос. При касательном ударе большая часть энергии ударяющихся капель расходуется не на дробление жидкой пленки, а на ее перемешивание на поверхности удара. В результате образуется высокоразвитая и интенсивно обновляющаяся поверхность межфазового контакта.

Из периферийной части сливной тарелки 5 рабочая жидкость по переточным трубам 6 поступает в питающую чашу сливной тарелки 5, откуда вновь заборным устройством распылителя 3 подается в диспергирующее устройство.

Избыток жидкости, в количестве равном количеству свежепоступившей на контактный элемент, сливается на нижерасположенный контактный элемент по переливной трубе, расположенной в центре сливной тарелки 5 соосно валу 1.

Поднимающийся по аппарату газ (пар) на каждом контактном элементе движется вслед за факелом распыляемой жидкости, что обеспечивается соответствующей установкой направляющих пластинок 7 внутри газоходов 4. В результате газ (пар) поступает в зону разряжения вследствие наличия вентиляционного эффекта у факела распыленной жидкости. Это снижает затраты энергии на преодоление газом (паром) контактного элемента. Закрученное движение потока газа (пара) вслед за факелом распыленной жидкости увеличивает время контакта фаз, приводит к увеличению пути уносимых с контактного элемента капель. Последнее обстоятельство снижает брызгоунос.

Закрученное движение газа (пара) сохраняется по всей высоте аппарата как за счет тангенциального ввода и вывода газа (пара) из аппарата, так и за счет направляющих пластинок 7, установленных соответствующим образом в газоходах 4 сливных тарелок 5.

Положительный эффект - повышение эффективности осуществляемых процессов, снижение брызгоуноса и уменьшение гидравлического сопротивления контактного элемента и роторного распылительного аппарата в целом достигается за счет увеличения времени пребывания газовой (паровой) фазы на контактном элементе, увеличением пути выноса капель с контактного элемента на вышерасположенную сливную тарелку. С этой целью направляющие лопатки 7 в газоходах 4 установлены под углом 3-9^o к горизонтальной поверхности тарелки. С целью уменьшения сопротивления факела распыленной жидкости проходу газа (пара) распыливающие отверстия по поверхности диспергирующего устройства размещены по образующим, наклоненным под углом 3-9^o к горизонтальной плоскости распылителя.

Литература.

1. Рам.В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976, 656 с.

2. Сорокопуд А. Ф. , Ельцов А.В. Массообменная колонна: а.с. N 1639704 (СССР), опубл. БИ. N 13, 1991.

Формула изобретения

Роторный распылительный аппарат, содержащий корпус, секционированный по высоте сливными тарелками, с газоходами на которых находятся распылители, жестко связанные с валом, проходящим по оси аппарата, и выполненные в виде перфорированных цилиндров, снабженных заборными устройствами, пристенные каплеотбойники, выполненные в виде вертикально установленных металлических пластин, отличающийся тем, что в газоходах сливных тарелок установлены направляющие лопатки под углом 3 - 9^o к горизонтальной плоскости, а отверстия на поверхности перфорированных цилиндров размещены по образующим, наклоненным под углом 3 - 9^o к горизонтальной плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3