Двухроторный массообменный аппарат



Двухроторный массообменный аппарат
Двухроторный массообменный аппарат

 


Владельцы патента RU 2440176:

Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (ОАО "АЗКиОС") (RU)

Изобретение относится к конструкциям роторных массообменных аппаратов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности для химического взаимодействия жидкости и газа, проведения процессов тепломассообмена, абсорбции и газоочистки. Двухроторный массообменный аппарат включает корпус с патрубками для подвода и отвода газовой и жидкой фаз, параллельные вертикальные валы, снабженные перфорированными контактными элементами и вращающиеся в подшипниках качения. Валы расположены с возможностью вхождения дисков одного вала в междисковые пространства другого вала. Валы консольно закреплены в корпусе, выполненном в сечении в виде восьмерки. Валы выше патрубка подвода жидкости дополнительно снабжены перфорированными дисками, перекрывающими сечение аппарата. Техническим результатом является повышение интенсивности процесса массопередачи, предотвращение брызгоуноса и ограничение роста пены, повышение эксплуатационных характеристик аппарата. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям роторных массообменных аппаратов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности для химического взаимодействия жидкости и газа, проведения процессов тепломассообмена, абсорбции и газоочистки.

В а.с. №1818137 (SU МПК5 B01D 47/16, опубл. 30.05.93.) описан аппарат роторного типа, который снабжен щелевым оросителем, размещенным на патрубке ввода газа; сетчатым барабаном, размещенным параллельно оси между корпусами центрального шнека и аппарата, жестко связанным с концом вала шнека, противоположным концу вала шнека с приводом; шнеками размещенными перпендикулярно оси центрального шнека на крестовине; шнеками, размещенными параллельно оси между корпусом центрального шнека и внутренней цилиндрической поверхностью сетчатого барабана на консолях, закрепленных на корпусе центрального шнека. На наружной цилиндрической поверхности и торце сетчатого барабана закреплены щетки в виде гибких нитей, при этом сетчатый барабан и шнеки установлены с возможностью вращения вокруг своих осей. Поверхность корпуса центрального шнека на длине, ограниченной сетчатым барабаном, выполнена перфорированной с открытым торцом. Шнеки, размещенные между корпусом центрального шнека и внутренней цилиндрической поверхностью сетчатого барабана, выполнены противоположной навивки центральному шнеку и снабжены дисками, на поверхности которых закреплены щетки в виде гибких нитей со стороны внутренней поверхности торца сетчатого барабана, а открытый торец сетчатого барабана погружен в жидкость.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки и надежности работы.

Недостатки известного изобретения заключаются в сложной конструкции и материалоемкости аппарата.

Из патента №2032442 (RU МПК6 B01D 3/30, опубл. 10.04.95.) известен тепломассообменный аппарат, который содержит вертикальный корпус, раздельный по высоте на секции, вал с закрепленным на нем распределителем жидкости и контактными устройствами. Последние выполнены из установленных горизонтально сетчатых дисков и сгруппированных в пачки по несколько дисков в каждой секции. Каждая секция выполнена в виде усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями вниз.

Техническим результатом является увеличение поверхности контакта фаз и времени контактирования газа с жидкостью, а также изменение режима подачи жидкости или скорости вращения дисков.

Недостатки известного аппарата заключаются в его сложной конструкции и материалоемкости.

Известен (патент №1837944 SU МПК5 B01D 47/16, опубл. 30.08.93.) аппарат, который содержит корпус, патрубки входа и выхода газа, шламосборник, патрубок для подачи жидкости и ротационный сепаратор в виде укрепленных на валу дисков с гофрами, конфузорно-диффузорные каналы. Гофрированные диски установлены на валу таким образом, что диски с тангенциальными гофрами чередуются с дисками с концентрическими гофрами. Очищаемому газу сообщается тангенциальная составляющая скорости при прохождении им конфузорно-диффузорных каналов, что обеспечивает вращение сепаратора энергией очищаемого газа и увеличение пути очистки газа в сепараторе.

Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и улучшении габаритно-массовых показателей.

Недостатками известного устройства является резкое снижение эффективности аппарата при малых расходах газа и плохая управляемость процессом.

Наиболее близким (прототип) по технической сущности и достигаемому результату является двухроторный массообменный аппарат (Игнатьев М.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Скорость диссипации энергии в двухроторном аппарате при перемешивании газожидкостных сред», 2007 г.), который состоит из корпуса с патрубками для подвода и отвода газовой и жидкой фазы, параллельных вертикальных валов, вращающихся в подшипниках качения, на которых находятся контактные элементы - перфорированные диски, расположенные таким образом, что диски одного вала врезаются в междисковые пространства другого вала.

Взаимодействующие фазы подводят в аппарат противоточно. Жидкость, подаваемая через верхний горизонтальный штуцер на перфорированный диск, под действием центробежных сил и силы тяжести перебрасывается с верхнего контактного элемента на нижний, расположенный на соседнем валу. Газ, подаваемый снизу через нижний вертикальный штуцер, проходит сквозь перфорацию в контактных элементах и жидкость.

Аппарат позволяет интенсифицировать массообменные процессы. Достоинства известного аппарата заключаются в простоте конструкции контактных элементов и их хорошей омываемости жидкостью.

Конструкция данного аппарата не позволяет обеспечить высокую интенсивность процесса массопередачи и эффективную очистку, а также сократить брызгоунос.

Задачей патентуемого технического решения является расширение ассортимента обладающих хорошей селективностью и высокими эксплуатационными характеристиками роторных массообменных аппаратов, которые обеспечивают оптимальное воздействие на среду.

Технический результат от реализации предлагаемого изобретения заключается в повышении интенсивности процесса массопередачи, предотвращении брызгоуноса и ограничении роста пены, повышении эксплуатационных характеристик аппарата.

Решение поставленной задачи и достижение заявляемого технического результата от реализации двухроторного массообменного аппарата, включающего корпус с патрубками для подвода и отвода газовой и жидкой фаз, параллельные вертикальные снабженные контактными элементами (перфорированные диски) вращающиеся в подшипниках качения валы, расположенные с возможностью вхождения дисков одного вала в междисковые пространства другого вала, обеспечивают тем, что валы консольно закреплены в корпусе 8-образного сечения, а выше патрубка (штуцера) подвода жидкости дополнительно снабжены перфорированными дисками, перекрывающими сечение аппарата, который дополнительно оборудован барботером с расположенной на его поверхности мембраной однонаправленной проницаемости, а общая площадь перфораций в дисках составляет 60-80%.

Сопоставительный анализ прототипа и заявляемого изобретения показывает, что общими конструктивными признаками являются корпус с патрубками для подвода и отвода газовой и жидкой фаз, параллельные вертикальные снабженные контактными элементами (перфорированные диски) вращающиеся в подшипниках качения валы, расположенные с возможностью вхождения дисков одного вала в междисковые пространства другого вала.

Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что валы консольно закреплены в корпусе, выполненном в сечении в виде восьмерки, а выше патрубка (штуцера) подвода жидкости дополнительно снабжены перфорированными дисками, перекрывающими сечение аппарата, который дополнительно оборудован барботером с расположенной на его поверхности мембраной однонаправленной проницаемости, а общая площадь перфораций в дисках составляет 60-80%.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами, на которых изображен заявляемый двухроторный массообменный аппарат.

На фиг.1 представлен общий вид; на фиг.2 - вид А-А на фиг.1.

Заявляемый аппарат состоит из корпуса 1, на котором выполнены патрубок 2 для подвода газовой фазы, патрубок 3 для подвода жидкой фазы, патрубок 4 для отвода газовой фазы и патрубок 5 для отвода жидкой фазы. В корпусе 1 выполнены роторы - два консольно закрепленных вала 6, которые снабжены контактными элементами - перфорированными дисками 7. Причем верхние диски на каждом валу расположены выше патрубка 3 подвода жидкости. Такое расположение обеспечивает предотвращение брызгоуноса и ограничение роста пены. Остальные диски размещены ниже патрубка 3 на равном расстоянии друг от друга.

Расстояние между дисками (междисковые пространства) подобрано достаточным для обеспечения образования развитой динамической и постоянно обновляемой поверхности массообмена, а валы расположены таким образом, что обеспечивают возможность вхождения дисков одного вала в междисковые пространства другого вала. Патрубок 2 для подвода газовой фазы соединен с барботером 8, на котором выполнена мембрана 9 однонаправленной проницаемости.

Конструктивные особенности патентуемого аппарата обеспечивают область интенсивного перемешивания. При этом области между перфорированными дисками создают ступени контакта с КПД 40-60%.

Аппарат работает следующим образом. Жидкость подают через верхний горизонтальный патрубок (штуцер) 3, расположенный ниже перекрывающих сечение аппарата верхних перфорированных дисков 7. Поток жидкости поступает на следующий за ними перфорированный диск. После чего под действием центробежных сил и силы тяжести жидкость поступает с данного контактного элемента на следующий диск, расположенный на соседнем валу. Подвод жидкости под перекрывающие сечение аппарата диски предотвращает брызгоунос и ограничивает рост пены в аппарате. Поступление жидкости с верхнего контактного элемента на нижний, расположенный на соседнем валу, обеспечивает принудительный ток жидкости по направлению от периферии к центру и вниз аппарата. Отработанную жидкость отводят через нижний вертикальный патрубок (штуцер) 5, связанный со статическим гидрозатвором. Газ подают снизу через нижний вертикальный патрубок (штуцер) 2. Затем газ проходит через барботер 8 и через мембрану 9, далее он проходит сквозь перфорацию в контактных элементах и жидкость. Отверстия барботера выполнены таким образом, что позволяют удерживать столб жидкости в спокойном состоянии за счет сил поверхностного натяжения и обеспечивают равномерное распределение газа по сечению аппарата. Газ выводят из аппарата через верхний вертикальный патрубок (штуцер) 4.

Реализация изобретения позволяет предотвратить брызгоунос и ограничить рост пены в аппарате, повысить поверхность контакта фаз, еще более интенсифицировать массообменные процессы за счет образования развитой динамической и постоянно обновляемой поверхности массообмена и интенсивного перемешивания газожидкостного слоя.

1. Двухроторный массообменный аппарат, включающий корпус с патрубками для подвода и отвода газовой и жидкой фаз, параллельные вертикальные снабженные перфорированными контактными элементами вращающиеся в подшипниках качения валы, расположенные с возможностью вхождения дисков одного вала в междисковые пространства другого вала, отличающийся тем, что валы консольно закреплены в корпусе, выполненном в сечении в виде восьмерки, а выше патрубка подвода жидкости дополнительно снабжены перфорированными дисками, перекрывающими сечение аппарата.

2. Двухроторный массообменный аппарат по п.1, отличающийся тем, что оборудован барботером с расположенной на его поверхности мембраной однонаправленной проницаемости.

3. Двухроторный массообменный аппарат по п.1, отличающийся тем, что общая площадь перфораций в дисках составляет 60-80%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки загрязненных газов.

Изобретение относится к устройствам для проведения процесса очистки газовых выбросов от пыли, абсорбции и других тепло-массообменных процессов и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической, строительной и других отраслях промышленности для проведения технологических процессов и решения экологических проблем.

Изобретение относится к средствам мокрой очистки газов в слое механической пены. .

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Изобретение относится к фильтрам мокрой очистки газов от пыли, капель, аэрозоля. .

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки газов. .

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки загрязненных газов.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки загрязненных газов.

Изобретение относится к средствам мокрой очистки газов в слое механической пены, образуемой путем диспергирования жидкости закрученным потоком обрабатываемого газа

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке нефтяного попутного газа на нефтяных месторождениях
Изобретение относится к способам мокрой очистки загрязненного воздуха от пыли, аэрозолей, паров и газовых примесей и может быть использовано для очистки наружного воздуха приточных систем вентиляции административных или жилых зданий, расположенных в городах и населенных пунктах, где загрязнение атмосферы летучими органическими соединениями приобрело угрожающие размеры

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях

Изобретение относится к золоуловителям. Устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов содержит корпус с входным и выходным патрубками, осадительную камеру с разделительной перегородкой, нижняя часть которой имеет продольные пазы с постоянным шагом, а входной газоход устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора с форсунками соединенного с винтовым насосом, связанным с баком для сбора воды из осадительной камеры, теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, влагоотделитель с тангенциальным вводом. Форсунка содержит цилиндрический полый корпус с каналом для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом, имеющим дроссельные отверстия, оси которых расположены параллельно оси корпуса форсунки. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижении металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при создании газового сепаратора. Газовый сепаратор включает корпус, патрубок входа неочищенного газа, патрубок выхода очищенного газа, штуцер для откачки выделенной из газа жидкости и сепарационные элементы. Сепарационные элементы выполнены в виде лабиринта заслонок разной высоты с нижними открытыми зонами и с размещением длинных заслонок ниже уровня жидкости в сепараторе, с размещением каждой короткой заслонки вблизи от ближайшей длинной заслонки по ходу газа. На выходе из лабиринта заслонок расположен инерционный каплеуловитель в виде пластин, расположенных под переменными углами к направлению потока газа. Сепаратор дополнительно снабжен секцией, изолированной от общего объема сепаратора гидрозатвором и металлической вертикальной сеткой. Патрубок выхода очищенного газа расположен в корпусе в изолированной секции, а патрубок входа неочищенного газа соединен с лабиринтом заслонок. Техническим результатом является повышение степени очистки попутного нефтяного газа от жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Газовый фильтр включает корпус с входным патрубком для подачи загрязненного газа и выходным патрубком для выпуска чистого газа, камеры грубой и тонкой очистки, разделенные перегородкой, не доходящей до днища корпуса, лопатки, размещенные в камере грубой очистки, первую лопатку, расположенную напротив входного патрубка под углом 40-50° к направлению потока газа, остальные лопатки, закрепленные попеременно на противоположных стенках камеры под углом 85-95° к предыдущей лопатке последовательно одна под другой и с зазором между лопаткой и противоположной стенкой, сетки, размещенные за перегородкой в камере тонкой очистки, установленные одна над другой с уменьшающимся размером ячеек от нижней сетки к верхней с перекрытием всей площади камеры, накопительную емкость снизу под камерами с перекрываемым патрубком в днище и системой регулирования уровня жидкости, обогреваемый кожух с системой регулировки температуры внутри. Входной патрубок расположен по касательной к корпусу вблизи перегородки, сетки установлены с разным наклоном от 60° к вертикали у нижней сетки до 45° к вертикали у верхней сетки, при этом нижний край нижней сетки расположен на уровне низа перегородки, а верхний край верхней сетки расположен на уровне низа выходного патрубка. Техническим результатом является повышение качества очистки нефтяного газа от капельной жидкости и загрязнений в виде твердых взвешенных частиц. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется очистка и подогрев газовых потоков, в частности в сушильных установках химической и пищевой отраслей промышленности, а также в вентиляционных системах зданий. В устройстве для подготовки воздуха с использованием теплового насоса, включающем корпус с воздуховодами для подачи и отвода воздуха, расположенным внутри него цепным конвейером, на котором установлены рамки с маслозаборным устройством, ванну, расположенную в нижней части корпуса и разделенную поперечными перегородками переменной высоты на секции с коническим днищем, обеспечивающими переток масла навстречу потоку воздуха, при этом нижние части секций ванны соединены с фильтром для очистки масла, из которых нагретое масло через тепловой насос охлажденным возвращается в последнюю секцию ванны, при этом днище каждой секции ванны представляет собой сборник осадка, стенки которого наклонены к выпускному патрубку через запорное устройство, соединенное с коллектором, связанным через фильтр с системой циркуляции масла, а также основной и контрольный фильтры, основной и вспомогательный калориферы для подогрева, новым является то, что рамки представляют собой натянутые на каркас сетки, при этом в верней части рамки по всей ее ширине установлено маслозаборное устройство, представляющее собой открытую сверху емкость для масла, в нижней части снабженную отверстием для слива масла, патрубок подачи масла, расположенный после контрольного фильтра ,присоединен к охлаждающему контуру теплового насоса, выходной патрубок которого через насос присоединяется ко входу в ванну, а нагревательный контур теплового насоса соединен со входом и выходом вспомогательного калорифера, в верхней части корпуса установлена направляющая, по которой перемещаются нижние части рамок, находящиеся в горизонтальном положении. Устройство для подготовки воздуха с использованием теплового насоса позволяет повысить эффективность очистки воздуха и повысить возможность утилизации теплоты отработанного воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов содержит входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, снабженную разделительной перегородкой, погруженной в камеру, а входной газоход устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора с вихревыми форсунками, винтовой насос, бак сбора воды, переливное окно осадительной камеры с регулируемым шибером через сливной патрубок, причем в нижней части камеры размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, а устройство снабжено влагоотделителем с тангенциальным вводом, при этом устройство содержит систему оборотного водоснабжения с теплообменными аппаратами, содержащую охлаждаемое технологическое оборудование, связанное системой трубопроводов с теплообменниками, включает в себя охлаждаемое технологическое оборудование, соединенное параллельно двумя системами трубопроводов. Технический результат - повышение эффективности ресурсосбережения и очистки дымовых газов путем увеличения поверхности распыла за счет применения вихревой форсунки. 2 ил.
Наверх