Аппарат для проведения тепломассообменных процессов

 

Союз Советски к

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 741897 (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 01.12.77 (21)2549881/23-26 (51)M. Кд.

В 01 D 3/28 с присоединением заявки ¹

Государстееииый комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УДК 66.015..23(088.8}

B. И. Гусленко, Г. Б. Фройштетер, П. Б. Бегоулев, А. К. Маскаев, М. А. Альтшулер и В. Г. Пахолков (?2) Авторы изобретения (?I) Заявитель (54} АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может использоваться для проведения процессов смешения, выпарки, отгонки, экстракции, дистилляции, абсорбции и десорбции в химической, нефтехимической, нефтепе5 рерабатывающей и пищевой промышленности.

Известен аппарат пленочного типа, в котором обеспечивается интенсификация . тепломассообменных процессов в вязких жидкостях. Аппарат содержит корпус в виде обогреваемой вертикальной трубы, снабженной тремя рядами сопл, тангенциально расположенных по высоте корпу15 са (11. Жлдкая пленка создается путем растекания плоской струи, выходящей совместно с газом из сопла, над которым образуется восходящий и нисходящий закрученный кольцевой поток жидкости.

Большая окружная скорость течения пленки позволяет увеличить интенсивность обмена и время контакта жидкости и газа по сравнению с гравитационно сте-. кающей пленкой. Недостаток рассматри- ваемой конструкции заключается в том, что толщина пленки в восходящем потоке значительно больше, чем в нисходящем, второй и третий сопловые подводы утолщают пленку, снижая обменные характеристики процесса.

Известен аппарат, содержащий корпус в виде вертикальной трубы с рядом оТверстий, через которые тангенциально

- подается обрабатываемая жидкость, образующая закрученную пленку 12). Этот аппарат не устраняет недостатков описанного выше.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению аппарат, содержащий цилиндрический корпус, в виде обогреваемой вертикальной трубы с тангенциальным подводом жидкости и газа, корпус которого снабжен цилиндрической переливной камерой, расположенной в его верхней части. В нижней части корпуса установлены сопла для газа, наИель изобретения — интенсификация процесса за счет увеличения зоны контакта фаз и распределения жидкости меж-. ду восходящими и нисхошаними потоками.

Это достигается тем, что переливная камера расположена по всей длине корпуса, устройство для распределения жидкос ти установлено в верхней части корпуса, а сопло для подвода жидкости в корпус о размещено под углом 50-85 к образующей цилиндрической внутренней поверхности корпуса.

Распределительное устройство может быть выполнено в виде трубы с отверстиями системы усеченных конусов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг. 2 - установка для проведения тепломассообменных процессов, содержащая дополнительно рециркуляционную емкость.

Аппарат для проведения тенломассообменных процессов содержит цилиндрический корпус 1, переливную камеру 2, выполненную в виде коаксиально расположенной относительно корпуса трубы большего диаметра. Корпус и переливная 4> камера имеют внешний обогрев. Корпус снабжен тангенциальными соплами 3, для подвода обрабатываемой жидкости в корпус i, которая подводится к соплам с помощью распределительной коробки 4. Сопла установлены под углом 50-85 к об0 раэующей цилиндрической внутренней поверхности корпуса l. В верхней части корпуса расположено устройство 5 для распределения жидкости в виде съемной трубы с отверстиями 6. Аппарат снабжен патрубками для подвода газа, расположенными в его нижней части, и газоогводными трубками 7.

3 74189 правление движения в которых встречно направлению вращения жидкости (3), Этот аппарат позволяет повысить интенсивность тепло- и массообмена, однако по своим характеристикам не удовлетворяет современным требованиям. В этом .аппарате длина нисходящего участка стекающей пленки значительно превышает длину восходящего. Следовательно, время контакта элемента, жидкости с газом в 10 восходящем потоке много меньше, чем в нисходящем. A если учесть, что расходы в восходящем и нисходящем потоках равны, то половина всего количества расхода жидкости, подводимой s колонне, 15 практически не участвует в процессе.

Это ведет к снижению интенсивности процесса.

7 4

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость, подлежащую обработке, подводят под давлением в распределительную коробку. Она, попадая в корпус через сопсопла 3, распределяется по внутренней поверхности, образуя восходящий и нисходящий закрученный потоки. Так как сопла

3 расположены преимущественно под уг-о лом 83 к образующей корпуса 1, большая часть жидкости переходит в восходящий поток и через отверстия 6 и верхнюю часть устройства 5 поступает в переливную камеру 2, распределяясь по внешней поверхности корпуса 1 и внутренней поверхности переливной камеры 2, и в виде тонкой пленки стекает под действием гравитационных сил навстречу газовому потоку.

Реагирующий или инертный гаэ подают в аппарат снизу в корпус l и переливную камеру 2. Отработанный газ отводят в верхней части аппарата через гаэоотвод. ные трубки 7.

В случае проведения процессов, требующих рециркуляции обрабатываемого продукта, аппарат устанавливают над рециркуляционной емкостью. Корпус 1 и переливная камера 2 в атом варианте устройства выполнены без обогрева, а устройство для распределения жидкости

- представляет собой систему усеченньи . конусов 8 и 9.

Обрабатываемая жидкость поступает в корпус 1 через сопла 3, образуя нисходящий и восходящий поток на ее внутренней поверхности. Большая часть жидкости, образовавшая восходящий поток, попадает на внешнюю стенку конуса 9, а затем внутреннюю стенку конуса 8 устройства 5 для распределения жидкости и распределяется по внешней поверхности корпуса 1 и внутренней поверхности переливной камеры 2 навстречу газовому потоку, подаваемому в рециркуляциопную емкость 1б через барботер. Отработанный в аппарате продукт.попадает в рециркуляционную емкость, откуда отбирается или, при необходимости, возвращается на повторную обработку.

Проведенные опыты показывают, что разделение восходящего потока по двум поверхностям повышает производительность аппарата, увеличивает поверхность контакта фаз, приходящуюся на единицу объема аппарата, улучшает тепломассообменные характеристики аппарата.

Формула изобретен ия

Аппарат для проведения тейломассообменных процессов в системе жидкость

5 741897 6 газ, содержащий. цилиндрический корпус ти корпуса, а сопла для подвода жидкости с рубашкой и тангенциальным подводом в корпус размещено под углом 50-85 жидкости через сопла, коаксиально рас- к образующей цилиндрической внутренней положенную цилиндрическую переливную поверхности корпуса. камеру и устройства для распределения g Источ ики информации жидкости, отличающийся принятые во внимание при экспертизе тем, что, с целью интенсификации процесса за счет увеличения зоны контакта 1. Фройштетер Г. Б. и др. Моделирофаз и распределения жидкости между вос- вание химических реакторов, 1970, ч. 2. ходящими и нисходящими потоками, пере- 10 2 3.СсЗ О. Ф, КЗОЦОгСГСЬОФ.ЕИд® ливная камера расположена по всей дли- SG1,6,9,19b9. не корпуса, устройство для распределе- .З..Авторское свидетельство СССР ния жидкости установлено в верхней час- И 386638, кл. В 01 3) 3/28, 1971.

741897

ПроУунт

Заказ 3347/4 Тираж 809

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Баранова

Редактор Л. Гребенникова Техред М. Петко Корректор М. Вигула