Контактное устройство для взаимодействия газа (пара) с жидкостью

 

О П И СА" К И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (11) 597385

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено26.02.75 (21) 2108450/23-26 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.7833юллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 27 02 78 (51) И. Кл.2 B 019 3/30

Государственный квмнтет

Совета Инннстрвв СССР пе делам нзабретеннй н еткрйтнй (53) УДК 66 015.23(088.8

А. A. Хрусталев и Б. М. Азизов (72) Авторы изобретения

Казанский химико-технологический институт им. С. N, Кирова (?1) Заявитель (54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ГАЗА (ПАРА) С ЖИДКОСТЬЮ

Изобретение относится к конструкциям тарелок, предназначенных для использования в химической, нефтехимической и пишевой промышленности при проведении массообменных процессов в системе газ (пар) — жидкость, в том числе ректификации, абсорбции, десорбции, хемосорбции и других.

Известно устройство кольцевой струйной тарелки, включаюшее лопастной завихритель в виде радиально расположенных наклонных пластин, несколько перекрываю» ших одна другую, стакан-гндрозатвор, установленный в центре тарелки, и переливные патрубки (1).

Тарелки этого типа пригодны для работы с небольшими объемами жидкости и малым временем контакта фаз. При работе тарелки вся жидкость отбрасывается газом (паром) к стенке колонны (или пере ливного стакана). B результате этого большая часть поперечного сечения аппарата реально не используется, увеличивается унос с врашаюшеяся пленкой жидкости, поднимаюшеЙся по стенке аппарата.

Известно контактное устройство для взаимодействия газа (пара.) с жидкостью, содержашее неподвижный диск с переливными патрубками, ротор, установленный на неподвижной оси, выполненный в виде полого колеса со спиралевидными насадками (21.

Однако, недостатком известного устройства является то, что при прохождении

10 газовой фазы через ротор требуются большие затраты энергии для его врашения.

Известно контактное устройство для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, содержашее неподвижную струйную тарелку

15 с переливными патрубками, врашаюшийся вал, проходящий через центр тарелки и укрепленные на этом валу подвижную тарелку, выполненную из наклонных колец и установленную над неподвижной тарелкой пе20 реливной стакан и переливкой конус, установленный по центру неподвижной тарелки

И

Сушественно изменяюшиеся по высоте аппарата нагрузки по газу (пару) и жид25 кости требуют для обеспечения оптималь5П7 385 ного режима работы соответственного изменени и числа оборотов отдельных TQрелок, в то время как ротор аппарата с роторно-струйными тарелками имеет число оборотов одинаковое для всех тарелок.

Наличие общего для всех тарелок вала и наружного привода усложняет конструк. цию аппарата, его монтаж и эксплуатацию, ограничивает возможное число тарелок, устанавливаемых в одном аппарате, затрудняет его герметизацию.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет автоматического регулирования вращения подвижной тарелки при изменении расхода газовой (паровой) фазы.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем неподвижную струйную тарелку с переливными патрубками и кольцом гидрозатвора, подвижную тарелку, выполненную иэ наклонных колец и установленную над неподвижной тарелкой, переливной стакан, закрепленный на подвижной тарелке, подвижная тарелка снабжена продольными лопатками, прикрепленными к наклонным кольцам и установлена с возможностью вращения.

Установка продольных лопаток на на-: клонных кольцах подвижной тарелки и установка подвижной тарелки с возможностьк врашения обеспечит необходимое вращение подвижной тарелки за счет кинетической энергии газо-жидкостного потока, автоматическое изменение числа оборотов подвижной тарелки с изменением нагрузок по газу (napy) и жидкости, что повышает эффективНОСТЬ.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2— разрез по А-А фиг. l.

Устройство состоит из неподвижной струйной тарелки 1, которая может быть выполнена иэ набора наклонных радиально расположенных пластин или иэ плоского листа с отогнутыми вверх пластинками просечки. Неподвижная тарелка 1 имеет в центре неподвижную ось 2, на которую с возможностью вращения одета втулка 3 с закрепленным на ней переливным стаканом

4, и кольцо гидрозатвора 5, расположенное концентрично переливному стакану на некотором расстоянии От него. К перелив ному стакану 4 крепится подвижная тарелка 6, состоящая из ряда наклонных колец, угол наклона которых противоположен углу наклона пластин неподвижной тарелки, с внутренней стороны наклонные кольца подвижной тарелки 6 снабжены наклонными лопатками с углом наклона до

180 . По периферии неподвижных тарелок расположены переливные патрубки 8, кон»

ILbt которых подвеиены к переливному стакану 4.

Контактное устройство работает следующим образом.

Жидкость самотеком поступает в переливной стакан 4 и по зазору между стаканом и кольцом гидроэатвора 5 по ступает на плоскость неподвижной тарелки

l, Снизу на эту тарелку поступает газ (пар). Проходя через зазоры между пластинами, газовый (паровой) поток сжимает ся и приобретает большую скорость, увлекая эа собой жидкость, находящуюся на тарелке. Образующийся при этом газожидкостной поток получает вращательное движение и направляется на наклонные кольца и лопатки 7 подвижной тарелки 6, создавая при этом сильно развитую межфазную поверхность контакта. Подвижная тарелка приводится во вращение энергией самого газо-жидкостного потока и в установившемся режиме работы имеет постоянное число оборотов.

Под действием центробежной силы жидкость сбрасывается с вращающихся наклонных колец и лопаток подвижной тарелки вниз на плоскость неподвижной тарелки, ЗО а гаэ через зазоры между кольцами подвижной тарелки устремляется вверх, Таким образом, в процессе работы жидкость последовательно увлекается газом вверх и отбрасывается наклонными кольЗ5 цами и лопатками подвижной тарелки вниз, перемещаясь при этом от центра к периферии аппарата. Пройдя всю рабочую плоскость неподвижной тарелки, жидкость по переливным патрубкам 8 подается на д нижележащую тарелку.

Проверка работы контактного устройства провоцилась в аппарате диаметром

220 мм, изготовленном иэ оргстекла, в котором устанавливалось три устройства

45 с расстоянием между ними в 130 мм. В процессе испытаний устройство показало устойчивую работу при изменении скорости газа От 0,3 цо 8,7 м/с (на полное сечение аппарата). Вовсех режимах работы чис °

50 ло оборотов подвижной тарелки оказыва- лось цостаточным для сброса всей жидкости с наклонных колец и лопаток на неподвижную тарелку. B зоне контакта образовывалась сильно турбулиэированная газо-жид костная система, а унос жидкости практически отсутствовал. Подвижная тарелка раскручивалась быстро и в установившемся режиме работы лишь незначительно (на

3-6%) повышала гицравлическое сопротивЕ> ление ступени. Устройство показало и высокую разцелительную способность. ак, например при десорбции кислорода из воды ее КГ1Д достигал 99,49o .

Следовательно, предлагаемое устройство позволяет обеспечить необходимое вращение поцвижной тарелки за счет кинетической энергии газо-жидкостного потока, автоматическое изменение числа оборотов подвижной тарелки с изменением наг1 зок по газу (пару) и жидкости. При этом также достигается упрощение конструкции, монтажа, эксплуатации, повышение герметичности предлагаемого устройства.

Формула изобретения

Контактное устройство для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, содержащее неподвижную струйную тарелку с переливными патрубками, подвижную тарелку, выполненную из наклонных колец и установ.-::1

1П1ННУЮ Нац НЕПОДВИжИОй таРОЛКОй, ПО1>< ЛИВиой стакан, закрепленный н» 11одвижной т3релке, о т л и ч а ю ш .. if с я тем, что, С ПЕЛЬК3 IIOBbflffQHHSI Эфф(. XTII13IIOCtff;313 (frf I автоматического регулиро13ап11я сио1кк:т11 вращения пОдвижнОй тарелк и 111)и и;Злн .Ионff ff расхода газовОй (паровОй ) фа и 1, 11од13ижнл я тарелка снабжена наклонными лопатками, прикрепленными к наклон н1 1м кольцам и установлена с возл1ожностью вращения.

Источники инфорл3апии, принятые f3A 13нил1ание при экспертизе:

1. Журнал "Химия и технология топлив и масел", N 1, 1966, с. 26.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 255187, хл. В 01 9 3/30, 1968.

3. Авторское .свидетельство СССР

N. 234351, кл. В 01 9 3/30, 1969.