Массообменный элемент с циркуляцией жидкой

 

34О60ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

М. Кл. В OId 3/28

Заявлено 13.1Х.1971 (№ 1697239/23-26) с присоед1ьнением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 22.И11.1973. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 23.1.1974

Гасударственный комите1

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 66. 015.23.05 (088.8) Авторы изобретения В. Г. Правдин, И. А. Волков, Ф. Ф. Кулабухов и Д. И. Земенков

Заявитель

МАССООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЖИДКОЙ

ФАЗЫ

Изобретение относится к физическим и химическим массообменным аппаратам и может быть использовано для осуществления процессов физического и химического массообмена, процессов физической и химической абсорбции, десорбции, ректификацпи и сравнительно медленных химических реакций между газом и жидкостью.

Известен массообменный элемент с циркуляцией жидкой фазы для осуществления физических и химических массообменных процессов, включающий корпус, сепаратор, теплообменное устройство и закручивающую газовый поток вставку.

Недостатком известного элемента является то, что в нем нельзя за один проход (т. е. без рецикла) осуществлять процессы, на проведение которых требуется время более

8 — 10 сек. Это могут быть как химическая реакция, так и физические массообменные процессы.

Цель изобретения — обеспечение возможности (наряду с интенсивным массообменом .в закрученном потоке) в течение длительного времени удерживать циркулирующую жидкую фазу, значительно увеличивая время контакта без снижения производительности. Это достигается тем, что корпус снабжен продольными пазами со сливными отверстиями, закрытыми снаружи циркуляционнымп карманами треугольной или Tpàпецевидной формы.

На uepTci«e показан предлагаемый»ассообмепный элемент с разрезом по А —.4.

5 Элемент включает корпус 1, снабженныи циркуляционными карманами 2, закрываюII1I1ixIII пазы 8, а та :.же отстоиную зонi (I II,Tрозатвор) 4, сливное отверстие 5, рубашку 6, завихритель 7, установленный ниже слив10 ного отверстия.

Элемент оборудован штуцерами: 8 для подачи газа и жидкости, 9 для выхода газа и жидкости в сепаратор, 10 Bxo.IB ox I BiK3 HIoщего (нагревающего агента), 11 выхода это15 го агента.

Элемент работает следующим образом.

В качестве имитирующих компонентов служат, например, вода и воздух, которые через штуцер 8 подают под завихритель /. 1-1а

20 выходе из завихрителя компоненты присбретают вращательное движение и двигаются вверх по вос. одящей винтовой траектории.

При этом вода, как более тяжелый компонент, отбрасывается центробежными силами

25 на стенку трубы и перемещается по ней в виде тонкои турбулизованной пленки да верхнего паза 8. Под действием тангенциальных сил жидкость через паз попадает в циркуляционный карман 2 и стекает вниз. В от30 стойной зоне кармана за счет веса столба з жидкости образуется гидрозатвор, и поэтому газ и не может проникнуть через сливное отверстие 5 в циркуляционный карман 2, а жидкость по мере накопления сливается в реакционную зону, снова подхватывается восходящим потоком газа и двигается вверх до паза 8. Прн увеличении производительности

«о жидкой фазе часть ее не успевает попасть в циркуляционный карман и выбрасывается через штуцер 9 в сепаратор. В случае увеличения про изводительности по газу выше оптимальной часть жидкости уходит вместе с ним за счет уноса. Таким образом, лучшим режимом работы аппарата является постоянная скорость движения газа (10-- 15 л/сек) и оптимальный расход жидкости в зависимости от требуемой производительности. Чем меньше производительность по жидкой фазе, тем больше время пребывания, т. е. при нул вой производительности (без учета капельного уноса) элемент работает «сам на себя» с неограниченным временем контакта.

Массообменный элемент с циркуляцией жидкой фазы имеет не более одного метра в длину, там установлен всего один завихрптель ниже сливного отверстия 5, и он обладает меньшим гидравлическим сопротивлением по сравнению с высокими аппаратами, имеющими два и более завихрителей, а сравнительно невысокие скорости газового потока при интенсивном массообмене делают его

4 более экономичным с точки зрения материальных и энергетических затрат.

Кроме того, циркуляционные карманы 2 играют существенную роль как развитая nos верхность теплообмена. Наличие шести— восьми карманов позволяет увеличить поверхность аппарата в 5 — 7 раз по сравнению с обычной гладкостенной трубой, и поэтому не

10 вызывают затруднений проблемы подвода тепла (ректификация, десорбция, эндотермнческие реакции) и его отвода (абсорбция, экзотермические реакции).

Предмет изобретения

1. Массообменный элемент с циркуляцией жидкой фазы для осуществления физических и химических массообменных процессов

20 в системах газ (пар) — жидкость, включающий корпус, сепаратор в верхней его части, теплообменное устройство и завихритель, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени контакта фаз и интенсификации процесса, корпус снабжен продольными пазами со сливными отверстиями, закрытыми снаружи циркуляционными карманами треугольной или трапецевидной формы.

2. Массообменный элемент по п. 1, отлачаюсцийся тем, что, завихритель установлен ниже сливного отверстия.

7 г.

ЖЫчасл а

Составитель А. Сондор

Редактор Н. Корченко Техред 3, Тараненко Корректор Т. Добровольская

Заказ 6022 Изд, № 1856 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография