Вихревой массообменный аппарат

Изобретение относится к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов и может быть использовано в пищевой, химической, химико-фармацевтической и в других отраслях промышленности. Вихревой массообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальным патрубком входа газа, расположенным на боковой поверхности корпуса в нижней его части, и патрубком выхода газа, установленную соосно корпусу вертикальную трубу с патрубком приема мелкозернистого материала на верхнем ее конце и ловушку, присоединенную к нижнему торцу патрубка выхода газа. На корпусе сверху установлена соосно расположенная сепарационная камера диаметром, превышающим диаметр корпуса, днище которой образует со стенкой корпуса карман. В нижней части днища кармана размещен патрубок выхода прореагировавшего с газом мелкозернистого материала. Снаружи вертикальной трубы установлена коаксиально расположенная труба с патрубком входа жидкого материала на верхнем конце и с перфорациями на нижнем конце. Изобретение обеспечивает повышение эффективности тепломассопереноса и расширение области использования установки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам для проведения тепломассообменных процессов и может быть использовано в пищевой, химической, химико-фармацевтической и в других отраслях промышленности.

Прототипом является адсорбер с кипящим слоем мелкозернистого адсорбента (см. книгу А.Н.Плановского, В.М.Рамма, С.З.Кагана «Процессы и аппараты химической технологии», М.: Химия, 1968 г., рис.20-4, с.720), содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода газа, вертикальную трубу с патрубком приема мелкозернистого материала на верхнем ее конце, патрубок выхода прореагировавшего с газом мелкозернистого материала и ловушку, присоединенную к нижнему торцу патрубка выхода газа.

Недостатками прототипа являются низкая эффективность тепломассопереноса и узкая область использования.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности тепломассопереноса и расширение области использования.

Задача осуществляется тем, что в вихревом массообменном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода газа, вертикальную трубу с патрубком приема мелкозернистого материала на верхнем ее конце, патрубок выхода прореагировавшего с газом мелкозернистого материала и ловушку, присоединенную к нижнему торцу патрубка выхода газа, согласно изобретению вертикальная труба установлена соосно корпусу, патрубок входа газа установлен тангенциально на боковой поверхности корпуса в нижней его части, на корпусе сверху установлена соосно расположенная сепарационная камера диаметром, превышающим диаметр корпуса, днище которой образует со стенкой корпуса карман, патрубок выхода прореагировавшего с газом мелкозернистого материала размещен в нижней части днища кармана, а снаружи вертикальной трубы установлена коаксиально расположенная труба с патрубком входа жидкого материала на верхнем конце и с перфорациями на нижнем конце, к внутренней боковой стенке корпуса присоединен винтовой порог, под вертикальной трубой установлен соосно расположенный отбойник в виде конуса, обращенного вершиной вверх, а над корпусом установлено соосно расположенное отсекающее кольцо.

Вихревой массообменный аппарат поясняется чертежом.

Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциальным патрубком 2 входа газа, расположенным в нижней части боковой стенки аппарата, и патрубком 3 выхода газа, установленную соосно корпусу вертикальную трубу 4 с патрубком 5 приема мелкозернистого материала на верхнем ее конце и ловушку 6, присоединенную к нижнему торцу патрубка 3. На корпусе 1 сверху установлена соосно расположенная сепарационная камера 7 диаметром, превышающим диаметр корпуса, днище 8 которой образует со стенкой корпуса 1 карман 9. В нижней части днища 8 установлен патрубок 10 выхода прореагировавшего с газом материала. Снаружи вертикальной трубы 4 установлена коаксиально расположенная труба 11 с патрубком 12 входа жидкого материала на верхнем конце и с перфорациями 13 на нижнем конце. К внутренней боковой стенке корпуса 1 присоединен винтовой порог 14. Под вертикальной трубой 4 установлен соосно расположенный отбойник 15 в виде конуса, обращенного вершиной вверх, а над корпусом 1 установлено соосно расположенное отсекающее кольцо 16.

Аппарат работает следующим образом.

Газ через тангенциальный патрубок 2 поступает в нижнюю часть корпуса 1, где приобретает восходящее винтовое движение. Мелкозернистый материал поступает через патрубок 5 в вертикальную трубу 4 и по этой же трубе ссыпается вниз. Ударяясь об отбойник 15, мелкозернистый материал отражается, двигаясь к периферии. Вихревой поток газа подхватывает зерна мелкозернистого материала и увлекает их в совместное вихревое движение. Под действием центробежной силы зерна отбрасываются на стенку корпуса 1 и по этой стенке перемещаются вверх. При скатывании с винтового порога 14 зерна улетают в приосевую зону аппарата, где вновь подхватываются потоком газа, при этом винтовой порог усиливает крутку газа и турбулизирует кипящий слой мелкозернистого материала с прохождением газового потока с взвешенным в нем мелкозернистым материалом винтового порога 14, зерна отбрасываются центробежной силой на стенку корпуса 1, перемещаются по этой стенке вверх и отсекающим кольцом 16 отражаются в карман 9. В кармане 9 зерна стекают по днищу 8 вниз и через патрубок 10 высыпаются наружу аппарата. Газ уходит в ловушку 6, в которой отделяется от оставшихся в нем зерен, и через патрубок 3 выходит из аппарата.

При использовании аппарата в качестве абсорбера, распылительной сушилки, сепаратора или конденсатора в работе участвует вместо вертикальной трубы 4 труба 11 с заглушенным нижним торцом. Жидкий материал поступает в трубу 11 через патрубок 12, стекает по этой трубе вниз и через перфорации 13 вытекает струйками в рабочую зону аппарата, где потоком газа они дробятся на капли и увлекаются газом в совместное восходящее вихревое движение. Далее процесс протекает аналогично тому, как и с мелкозернистым материалом.

В случае использования аппарата в качестве вихревого конденсатора пар, используемый вместо газа, при взаимодействии с жидким материалом, вытекаемым из перфораций 13 трубы 11, конденсируется.

Вихревое движение газового потока в аппарате и его подкрутка с помощью винтового порога 14 интенсифицирует процессы тепломассопереноса и сильно турбулизирует кипящий (псевдоожиженный) слой обрабатываемого газом (паром) мелкозернистого или жидкого материала.

Технико-экономическая эффективность от использования изобретения достигается за счет:

- повышения эффективности тепломассопереноса благодаря тангенциальному расположению патрубка входа газа на корпусе аппарата и наличию винтового порога, усиливающего крутку газового потока и турбулизирующего кипящий слой обрабатываемого материала;

- расширения области использования, что достигнуто благодаря установке в аппарате трубы с патрубком входа жидкого материала на верхнем конце и с перфорациями в нижнем конце, а также установке над корпусом аппарата сепарационной камеры и отсекающего кольца, обеспечивающего предварительное разделение взаимодействующих фаз.

1. Вихревой массообменный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода газа, вертикальную трубу с патрубком приема мелкозернистого материала на верхнем ее конце, патрубок выхода прореагировавшего с газом мелкозернистого материала и ловушку, присоединенную к нижнему торцу патрубка выхода газа, отличающийся тем, что вертикальная труба установлена соосно корпусу, патрубок входа газа установлен тангенциально на боковой поверхности корпуса в нижней его части, на корпусе сверху установлена соосно расположенная сепарационная камера диаметром, превышающим диаметр корпуса, днище которой образует со стенкой корпуса карман, патрубок выхода прореагировавшего с газом мелкозернистого материала размещен в нижней части днища кармана, а снаружи вертикальной трубы установлена коаксиально расположенная труба с патрубком входа жидкого материала на верхнем конце и с перфорациями на нижнем конце.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что к внутренней боковой стенке корпуса присоединен винтовой порог.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что под вертикальной трубой установлен соосно расположенный отбойник в виде конуса, обращенного вершиной вверх.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что над корпусом установлено соосно расположенное отсекающее кольцо.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к высокопроизводительным и высокоэффективным аппаратам прямоточной парожидкостной контактной очистки для использования в ректификационных колоннах и других устройствах парожидкостной контактной очистки.

Изобретение относится к технологии производства фенола и ацетона кумольным методом, в частности к стадии разделения продуктов расщепления алкиларилгидропероксида.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть реализовано в химической и нефтехимической промышленности. .

Изобретение относится к пенным скоростным прямоточным тепломассообменным аппаратам для проведения процессов абсорбции, хемосорбции, увлажнения и пылеулавливания.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к реактору для гомогенного окисления природного газа. .

Изобретение относится к устройствам для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар) - жидкость при проведении абсорбции, ректификации, дистилляции, концентрирования неорганических кислотных смесей в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к массообменным аппаратам для проведения процессов ректификации и абсорбции и может быть использовано в пищевой, химической и нефтеперерабатывающей промышленностях.

Изобретение относится к конструкции сепарационных устройств и может быть использовано для выделения тяжелых компонентов из многокомпонентных паров и газов в нефтегазовой промышленности. Фракционирующий холодильник-конденсатор, состоящий из последовательно расположенных снизу вверх сепарационной секции с линиями вывода нестабильного конденсата и водного конденсата, зоны питания с линией ввода сырьевого газа, газораспределительного устройства и дефлегматорной секции с линией вывода газа дефлегмации, оборудованной тепломассообменным блоком с линиями ввода/вывода хладагента. Между тепломассообменным блоком и газораспределительным устройством установлено контактное устройство. Техническим результатом является повышение качества конденсата за счет снижения давления насыщенных паров. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предназначено для очистки текучих сред. Способ пропускания одной или нескольких текучих сред через патрубок включает сбор жидкости на тарелке, содержащей указанный патрубок, который содержит внутреннюю стенку и внешнюю стенку, а также нарезку, выполненную по меньшей мере на части внутренней стенки; пропускание пара через указанный патрубок и смешивание пара с жидкостью, поступающей в указанный патрубок через по меньшей мере одно отверстие, с целью придания вращательного движения пару и жидкости на выходе из указанного патрубка. Распределительная тарелка для емкости содержит элемент, имеющий первую сторону и вторую сторону, причем первая сторона выполнена с возможностью принимать на ней жидкость, и имеющий несколько отверстий, выполненных в нем, и патрубок, соединенный с элементом, первая часть которого выступает с первой стороны и выполнена с возможностью обеспечения пропускания текучей среды с первой стороны на вторую сторону элемента. Указанный патрубок содержит внутреннюю стенку и нарезку, выполненную по меньшей мере на части внутренней стенки. Технический результат: обеспечение равномерного распределения жидкости. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к конструкциям для поддерживания внутренних элементов в массообменных колоннах и способам подготовки и установки этих конструкций. Опорная балка для поддерживания внутренних элементов выполняется разделенной продольно на нижний и верхний сегменты, соединенные вместе соединителями в одном или более продольно разнесенных положениях. Указанные соединители служат для предотвращения бокового отклонения нижнего и верхнего сегментов балки относительно друг друга и для перенесения нагрузки, прикладываемой на верхний сегмент балки, на нижний сегмент балки или наоборот. Благодаря разделению опорной балки на нижний и верхний сегменты, каждый из них может свободно проходить через отверстие лаза в корпусе массообменной колонны до сборки опорной балки или после разборки опорной балки внутри массообменной колонны. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх