Вертикальный пленочный тепло массообменный аппарат

 

„: /, Y е<,, Яу1 я

l и :i .-<,< т

С А Н И Е „„ 5в27вв

Союз Сояетскии

Социалисти ескии

Республик

ОП И

И ЗОБРЕТЕ Н H$I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено13.01.75 (21) 2095070/23-26 с присоединением заявки Хе (23) Приоритет (43) Опубликовано 05, 12. 77. Бюллетень) (е45 (45) Дата опубликования описания 12.12.77 (51) М, Кл, В 01 3 3/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делан иэобретеннй н открытий (53) УДК 66 015 . 23.05 (088.8) В, А. Носач, М. Я, Розкин, А. B. Рукин, Ю. Н. Штонда, Ю. Я. Ткачук, Е. А. Ржецкий, А. Н. Семикопный, Д. И. Белкин, Г. Ф. Слезко и С. Н. Кошеленко (?2) Авторы изобретения

Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (< 1) 3<3 ÿ âèòåëü (54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ

АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратам химического машиностроения для процессов обработки жидких сред, осуществляемых в пленочном, объемном или смешанном режимах.

Известен вертикальный пленочный апцарат5 с массообменными элементами, выполненными в виде проволочных или трубчатых насадок (спиралей, нитей), натянутых между стаканами, и содержащий трубку для подачи жидкости для образования сплошной пленки 10 жидкости по всему периметру, при этом труб= ка снабжена надетым на нее колпачком с завихрителем на входе жидкости (1)

В известном аппарате жидкость поступает на верхнюю тарелку и, пройдя через за-, 15 вихритель, равномерно стекает вниз по периметру в виде тонкой пленки, образуя жидкостную трубу. При увеличении окорости воздуха увеличивается толщина .. плеики На ,спирали. Однако при этом наблюдаются за- 20 вышенные значения высоты колонны, сооответстврощей теоретической тарелке, что обусл овлено неравномерным поступлением орошаюшей тяжелой жидкости на все эле.менты насадки, B этом случае расстояние 25 между элементами насадок, выполненных в

< виде спиралей или нитей, остается без изменений, что отрицательно сказывается на интенсификации тепло- и массообмена в аппарате. B то же время, как физические свойства орошающих жидкостей, так и их дозировка, меняются, что при условии постоянства расстояния между нитями или витками, спирали может приводить к разры ву псплошной жидкостной пленки и переходу к струйному течению с мвлои межфазной по верхностью, Помимо этого постоянство рас-.— стояния между нитями или витками спирали не обеспечивает турбулизации и поперечного перемешивания слоя жидкости.

Целью изобретения является интенсификация процессов тепло-и массообмена и турбулизация пленки тяжелой фазы.

Указанная цель достигается тем, что верхний стакан выпол,нен поворотным вокруг вертикальной оси, с изменением расстояния между нитями, а нижний стакан жестко соединен с вертикальным штоком,.

Верхние и нижние стаканы могут быть выполнены разных диаметров. Для подвода

5Й2799 и отвода тепла корпус аппарата снабжен рубашкой.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг. 2 — массообмен- 5 ный элемент при повороте стакана.

Аппарат состоит иэ корпуса 1, крышек 2, в которых выполнены штуцера. для входа и выхода легкой и тяжелой фаз (A9, ТФ )ц tO

В центре массообменного элемента проходит шток 3, на который насажен верхний стакан 4 и нижний стакан S. В верхнем и нижнем стаканах на цилиндрических по верхностях просверлено равное количество 15 отверстий, в которых натянуты нитя (из нержавеющей стали, меди, синтетики).

Верхняя крышка 2 выполнена заодно с ! цилиндрическим стаканом, у которого ниж- 20 о няя кромка снята под углом 30 . Верхний стакан 4 разделен на две части неподвижной перегородкой 6. Верхняя часть стакана 4 образует кольцевой лоток 7. Верхняя кромка стакана 4 снята также под углом 25 о

30 . В нижнем стакане кроме радиальных отверстий на цилиндрической поверхности просверлены осевые отверстия 8 для прохода легкой фазы. По наружной цилиндрической поверхности штока 3 перемешается цилиндр

9 верхнего стакана, в торце которого наре зана резьба и установлен регулировочный винт 10. На боковой цилиндрической поверх ности цилиндра 9 установлен стопорный винт 11. Натяжение и ослабление нитей осу-з ществляется с помощью регулировочного винта 10, который при соприкосновении со штоком 3 перемещает верхний стакан 4 и натягивает нити 12,. При уменьшении зазора между торцом штока 3 и винтом 10 проис- ходит ослабление натяжения нитей. Перемещениемверхнего стакана влево или вправо на расстояние, фиксированное стопорным винтом 11, осуществляется изменение расстояюия между нитями 12 как в сторону его 45 меньшения (сближения нитей), так и в сторону его увеличения. Это обеспечивает устойчивое течение пленок жидкости при различных значениях коэффициента динамической

;вязкости и меняющейся плотности тяжелых жидкостей, Прн этом происходит турбулизация пленки тяжелой фазы за счет искривления траектории движ ния жидкости, что приводит к интенсификации тепло-и массообмена. В предлагаемом устройстве имеется ре- гулируемая коническая щель,. через которуго подается тяжелая фаза.

Вертикальный пленочный тепломассообиен-.) ный аппарат р. ботает следующим образом.

Тяжелая фаза через распределитель noròónaåò в кольцевой лоток 7 и под избыточным давлением через коническую щель, образованную двумя кромками с углом 30, проходит по наружной поверхности верхнего стакана, а затем стекае. по нитям, шаг между которыми равен трем-четырем диаметрам нитей. Далее жидкостная ппенка стекает по наружной цилиндрической поверхности нижнего стакана и поступает в отстойную зону элемента, откуда выводится по спивному штуцеру. Легкая фаза поднимается противоточно жидкостной пленке через распределитель, расположенный выше отстойной зоны, проходит через осевые отверстия в нижнем стакане и в пространстве между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью,. образованной нитями так, что жидкостная пленка тяжелой фазы равномерно обрабатывается с обеих сторон легкой фазой, При изменении расхода жидкости, а .также при изменении вязкости или плотности тяжелой фазы, необходимо менять зазор между нитями, чтобы предотвратить срыв жидкостной пленки. Это достигается поворотом верхнего стакана 4 относительйо неподвижного нижнего стакана 5, придавая таким образом нитям профиль вогнутых кривых и существенно меняя зазор между нитями.

Предлагаемый массообменный аппарат мо жет быть использован в режиме нагрева тя желой фазы, если к нитям подсоединить источник электропитания. При этом, если к металлическим нитям подсоединен, например. один иэ полюсов постоянного тока, а другим полюсом служит непосредственно поднимающаяся легкая фаза, то пленка тяжелой фазы будет обрабатываться в электростатическом поле.

При проведении фотохимических процессов тепломассообменный аппарат может быть использован с установкой вместо гибких нитей световодов, к которым подведены источники светового излучения, формула изобретения

1. Вертикальный пленочный тепломассообменный аппарат, включающий корпус с крышками, шток, проходящий по оси корпуса, стаканы, подводящие и отводящие штуцера, массообменные элементы в виде нитей, натянутых между верхним и нижним стаканами, .отличающийся тем, что, сцелью интенсификации процессов и турбулизации пленки тяжелой фазы за счет изменения рас. стояния между нитями, верхний стакан вы582799 полнен поворотным вокруг вертикальной оси, а нижний стакан жестко соединен со штоком.

2. Аппарат по и. 1, о т л н ч а юшийся тем, что, стаканы выполнены разных диаметров. 5

Источники информации, принятые во внимание нри эк пертизе:

1. Авторское свидетельство ¹ 291716, кл. В 01 3 3/28.

ЦИНИПИ Заказ4781/15

Тираж 947 Подписное

Филиал ППГ! Патент, г. Ужгород, ул.Проектная,4