Массообменная вихревая колонна
ФЮ 9%6@ ) (111 Р Ф м х и
Со(аз Советский
Социалистических
Республик! л Ръ 5 (ф Г т F (:y я с1
К АВТОРСКОМУ СВКДЕ(ПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио 22.03.76 (21) 2336591/23-26 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл. В 01D 31 30
Совета Министров СССР по лелаи изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 03.01.78 (53) УДК 66.015.23.05 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. M. Аношин, Н. П. Рябченко и П. П. Любченков
Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель (54) МАССООБМЕННАЯ ВИХРЕВАЯ КОЛОННА
Государственный комитет (23) Hpi(opIITeT
Изобрстсии относится к конструкции массообмеииых в (pcDblõ колонн для взаимодействия пара с засоренными жидкостями B. закpg<(clIIIoм потокс l! Может Оыть примсiic}10 В процессах рсктщрш(ации.
Изисстиа коиструкция массообмсииой вихревой ко".01!ны для рсктификации 2асорсииых ж и д к 0 с т с Й, В к л (О и, 1o III 2 EI к 0 р п с, л 0 и 2 ò 0 ÷ K b! É завихр !тель и lcñóï;ó!О штангу (1j.
Ко 70klii2 обладает недостатком, заключающимся в том, что завихритсль создаст больIIIoc гидродииами Iс кое сопротивлсиие по II2ровому потоку, так как живое сечение резко уменьшается. С увеличением скорости парового пото(на сила трения о жидкость возрастает на столько, что высота столба жидкостной пленки становится недостаточной для организации дВ!(жения iKидкости Ввllз и начинается уиос жидкости вверх. Скорость парового потока, при которой иачииается EIoc, считается пределом для данного типа колонн и имеет величину порядка 5 — 6 м/c. Это ограничивает Ilpn(ii CKE(y!0 способность колонны, как по >кидкостиОму, так и пО газовом пОтока м.
ИЗВсстна TQKIKñ рсктифика циопиа я ко 7olti12, вкгпочающая кори с с проходящей 70 его оси иссущсй штаигои, ПО Вь!соте ко-,орой распо ioжсиы элсмс!!Tb!, I((p2ющис po;ib лопато и!((х за ви хр !тс 7cII (2) ) .
В этой колоние ироцссс массообмсиа иротскает иа поверхности раздела фаз, которая имеет форму пленки, стекающей по виутреш(сй
00!(Овой I(OBCpXi(OCTI(ког(пуC2 K070EIHb!. ОСИОВиос сопротив.,ciil!c:po;Icccy массопсрсиоса сос5 рсдоточсио в плепкс жидкости, так как псоемсшива!шс:(ежду сс различными слоями исдостаточио и осуществляется то.7»ко за счст тур-, булентных напряжений в пленке. Кроме того, сам завихритсль представляет большое гидро10 динамическое сопротивлсш(е для прохода парового roTOK2. a Tai(»e движеиис вниз по колоиис обусловлено только давлением столба п7cEIK.I жидкости иад данным элементом. Все это является исдостатками даи15 иой «оист17скции и огпапич:!васт ироизводиTC;Ib(!OCTb КОЛОИИЫ.
Цель изобретения — интенсификация процесса массообмсиа и повьиисиис производительности колонны.
20 Это достигается тем, что подвижиые элсмситы выполнены в виде двух коаксиальио устаиовлсииых цилш(дри (сских колец разного ди2 мст0 а, мс 1(д1 1 Отор ым!1 заK pcll 7сиl.! 110:j углом к гори.;о(!таль((о(! плоскости п 12cTll!lhi
2) пр(i lcм к и ар уж ПО: (у ((и.7и цдри 1сс КОмм ко(((иу
С 1(!PУжиой с(0 СТОPО(ibi пP!1»Реп.!СIIЫ 70ПОЛИ(1тс;»!ibic пластины. Г!ласти(;ы, закрснлсииыс мс кдм кольца.пи, им loT угол иакло(ьа противо(!0;(oiK!Ioг0 иаиравлси!Пя по срависlili!о с м(т(ом
30 иакло;!а доиолиитсльиых пластин.
578078
Кроме того, коль(!а прикреплены к штанге с помощью втулки с упорным буртffl 113 фиг. 1 показана предлагаемая колонна, ;?родольньш разрез; и;1 фиг. 2 — подвижный Bp3llJa J0lIlIllfC51 э.!смеНТ. Массообмснна» вихр«в?!1! колонна состоит пз корпус 1, (несущей штанги 2, подвижных вращающихся элементов, состоящих из цил!идрп:!сских колец 3 и 4, внутренних наклонных пластин 5 и наружшях дополнительных пластин G. Пластины 5 и 6 имеют протигополо кныс углы наклона к горизонтальной плоскости. К несущей штанге 2 прпваривснотся втулки 7, имеющие с верхней стороны упорньш буртик, а с нижней — цилиндрическую поверхность, на которую напрессовывается по прессовой посад?сс или пав!и швается на резьбе ограничительна» гайка 8. Та!спм образом, между цилиндрическим кольцом 4 и втулкой 7 ооразуется подшипник скольжсп!!я. Во время работы повсрхпости трешгя находятся в увлажнси!ом состоянии за счет паров жидкости, что и уменьшает их износ. Между дополнптельпымп пластинами 6 и корпусом 1 колонны образуется конструктивный зазор, позволя!Ощпй подвижным элементам свобод. io вращаться. Работает коло!ша следующим ооразом. Паровой поток вводят в нижнюю часть колои!ы со скоростшо 8 — 1О м/с, проходя через подвпжныс элсмспты, укрсплснпыс па штанге 2, OJI воздействует Ef;J и?утре!ипс наклонные f?,f3còfJJJû 5 и 3аст3вляст вращаться подвижный элемент вокруг своей осп, при этом паровой поток приобретает общее закрученное Bflfiтовос движс нпс. >Кид!са1! Bacopeiffraf! фаза, наприъ!ер дрожжевые o«llдкп, JJogacтс» В колонну сверху. С гека; f!0 с"Гспке корпусlf 1 колонны, пленка жидкос1Н закручпва«тс» наружнымff допо1нительпымп плас?Ншамп 6 вра?цакицсгося подв;!жНОГО э.!Смсцта. Од!!Оврс. Iснно жидкости сооб щаетс» до юлцптс.?ьпа» осевая скорость, на?равлcïïа» вниз и завис»щ35! от угла í3клопа rr.»ac f »:r 6 ii 5, ooa(cff occaoÉ ско!Оости IrapoBOГО пОтОка. 33!сру"!иванне жп,(кости в противоположную сторо??у по «paaileriliю с паровым потоком моде«!! руст процесс движсн!!я фаз в выбранном прототипе. Предлагаемая массообмспная вихревая колонна обладает по сравнению с прототипом сл сдую щ им и и р си муще ств 3 м и: живое сечение для прохода парового потоJ3 в подвижных элементах значительно больше, чем в известных лопаточных завихрителях, следовательно, и общее п!дродипамическое сопротивление подвижных элементов будет ниже, чем у лопаточпых завихрптелей; жидкости сообщается дополнительная ско10 рость движеш!я, следовательно, и скорость паРОВОГО ПОТОК3 МОЖЕТ ОЫТЬ BBIIIIP, ЧЕМ В IIPOтотипе, так как унос жидкости в колонне бу дет происходить при более высоких скоростях пара, поэтому производительность по паровой 15 и жидкостной фазами в предлагаемой колонне будет больше; дополнительные пластины 6, непрерывно вращаясь в пленке жидкости, интенсивно перемешивают пленку, ш?тенсфицируя процссо 20 массопереноса. Формула изобретения 1. Массообменная вихревая колонна для систем газ-жидкость, включающая корпус с проходящей по его оси несущей штангой, по высоте которой расположены подвижные элементы, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена и увеличения производительности колонны, эле30 менты выполнены в виде двух коаксиально установле?шых цилиндрических колец разного диаметра, между. которыми закреплены под углом к горизонтальной плоскости пластины, причем к наружному кольцу с наружной его 35 стороны прикреплены дополнительные пластины. 2. Ко !Онпа, rro и. 1, отл и чающа я с я тем, что пластины, закрепленные между кольцами, имеют угол Jraклона противоположного нап40 pIiBлспня по сравнению с углом наклона дополнительных пластин. 3. Колонна по и. l, отл ича юща я ся тсм, что ко.fr»(a lip!!i;peffлены к штанГе с по !01?(ыо втулкп с упорныM буртиком. 45 Источники информации, пр!иятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 202069, кл. В 01 Д, 3/00 1967 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 232189, 50 кл. С 12 F 1/00, 1968. 578078 -г Составитель А. Сондор Редактор Т. Пилипенко Техред Н. Рыбкина Корректор Л. Котова Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 125/16 Изд. ¹ 853 НПО Г ираки — ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии! 13035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 1,5
