Роторный массообменный аппарат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ЛИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ о»797711

К АВТОРСК©МУ СВИ ВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. сеид-еу

{22) Заявлено 27.04.79 (21) 2759553/23-26 с лрисоединвнием заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.0181, Ьниеетень Н9 3

Дата опубликования описания 23.01.81 (51)М. Кд.з

В 01 >,> 3/30

Государственный коматет

СССР ао дедам нзобретениа н открытнй (53) УДЖ ЕЕ.015. .23.05 (0В8.8) (72) Автор изобретения

В. Н . Мамин

Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель (54) РОТОРНЫЙ МАССООВМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится кмассообменной аппаратуре, применяемой, в частности, в химической,,нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической промышленности.

Известен ротррный массообменный аппарат, выполненный в виде цилиндрического корпуса, внутри которого смонтированы неподвижные тарелки с переливными устройствами для жидкости, и ротор, .вращающиеся тарелки которого имеют различное исполнение Щ .

Однако в этом аппарате имеет место.преждевременный срыв жидкости с верхних горизонтальных крсмок турбулиэирующих элементов и "унос" ее на вышележащее контактное устройство, а также кратковременность контакта взаимодействующих фаз .

Известен также массообменный аппарат, выполненный в виде корпуса, переливных устройств и ротора, представляющего собой закрепленные на вращающемся валу диски, снабженные по периферии винтовыми лопастями, расположенными в радиальном направлении.

Взаимодействие фаэ и аппарата происходит в условиях перекрестного тока. Жидкость, попадая по переточйым трубам на вращающийся диск, под действием центробежных сил разгоняется по его поверхности, срывается с кромки диска и переходит на винтовые лопасти, где растекается по поверхности в виде пленки и срываясь с верти/ кальной кромки лопастей, ударяется в о стенку корпуса аппарата P2) .

Га э (пар ) контактирует с жидкостью в основном на поверхности винтовых лопастей, которые турбулиэируют газовый (паровой) поток.

Однако в контактном устройстве такого аппарата, под действием центробежной силы жидкость движется не только в радиальном направлении, но имеет и вертикальную составляющую скорости, что приводит к тому, что

2О часть жидкости не успевает достичь вертикальной кромки лопастей и срывается с верхней горизонтальной. кромки ее, подхватывается потоком пара (гаэа) и уносится на вышележащее контактное устройство, что приводит к снижению разделяющей способности и производительности RoHTBKTHbIx устройств. Гидравлическое сопротивление при обтекании газовым (паровым) поЗО током ротора аппарата невелико,. но э

797711 компенсация гидравлического сопротивления за счет винтовой формы лопастей так же невелика .

Цель изобретения - интенсификация процессов массообмена и снижение гидравлического сопротивления.

Указанная цель достигается тем, что турбулизирующие элементы выполнены в виде расположенных в радиальнси направлении пар наклонных лопастей, преимущественно плоских, при этом нижняя кромка задней по отношению направления вращения ротора ло-, пасти расположена ниже нижней кромки передней лопасти, а верхняя кромка задней лопасти отбортована в сторону вращения ротора и прикрывает верхнюю кромку передней лопасти.

На фиг . 1 изображен роторный аппарат, продольный разрезу на фиг . 2 аксонометрия турбулизирующего элемента ° на фиг . 3 — схема движения взаи- 26

2 модействующих потоков в турбулизирующих элементах.

Роторный.массообменный аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 внутри которого установлен вал 2 с щ смонтированными на нем поэтапно распределителями жидкости 3, на вертикальной образующей которых укреплены в радиальнсм направлении турбулизирующие элементы, состоящие из пар З наклонных лопастей — передней 4 и

Роторный массообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус, неподвижные тарелки переливными устройствами для жидкости, ротор, снабженный турбулизирующими элементами,отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов массообмена и снижения гидравлического сопротивления, турбулизирующие элементы выполнены в виде расположенных в радиальнсм направлении пар наклонных лопастей, преимущественно плоских, при этом нижняя крсика задней по отношению направленИя вращения ротора лопасти расположена ниже нижней кромки передней лопасти, а верхняя кромка задней лопасти отбортована в сторону вращения ротора и

60 задней 5, а на внутренней поверхности корпуса укреплены поэтажно переливные карманы б с переточными трубами

7 и питательными стаканами 8. Положение ротора и переливных карманов фиксируется дистанционными втулками

9 и 10.

Устройство работает следующим образом .

Жидкость из кармана 6 по переливным трубам 7 через питательный стакан 8 поступает на дно вращающегося распределителя 3. Под действием центробежных сил она разгоняется по его поверхности, а затем через отверстие в цилиндрической части поступает на передние лопасти 4. Поскольку передние лопасти наклонены в сторону, про тивоположную направлению вращения ротора, под действием центробежных сил пленка жидкости имеет радиальную и вертикальную составляющую скорости, поэтому она, растекаясь по поверхности лопасти, поднимается и, срываясь с верхней кромки в виде капель, ударяется о поверхность набежавшей задней лопасти 5, имеющей такой же угол наклона . Жидкость теряет свою энергию снова разгоняется и растекается на поверхности лопасти . Срыву жидкости с верхней кромки лопасти 5 препятствует то, что она отбортована в сТо рону вращения ротора и прикрывает верхнюю кромку передней лопасти. Двигаясь в радиальном направлении по поверхности лопасти 5, жидкость срывается с ее вертикальной кромки, ударяется о корпус аппарата 1, стекает в карман б, а затем по переливным устройствам поступает на нижележащее контактное устройство и т.д.

Жидкость контактирует с паром (газом), движущимся в аппарате снизу вверх. Поскольку угол атаки лопастей меньше 90О, паровой (газовый) поток подсасывается ротором кочтактного устройства и проходит между лопастями, меняя направление и турбулизируясь ими .

Процесс массообмена в контактных устройствах аппарата осуществляется в момент контакта между высокотурбулизированным потоком пара (газа) и жидкости, находящейся не только в виде пленки, но и в виде капель, которые образуются при срыве жидкости с верхней кромки передней лопасти и деформируются при ударе о поверхность задней лопасти и о корпус аппарата, что значительно интенсифицирует процесс.

В предлагаемой конструкции аппарата достигается высокая производительность, так как верхние кромки задних лопастей отбортованы в сторону вра- ° щения ротора, прикрывают верхнюю кромку передней лопасти и выполняя роль отбойника, предотвращают унос жидкости на вышележащее контактное устройство. Это обстоятельство сПособствует в свою очередь повышению и разделяющей способности каждого контактного устройства.

Установка лопастей под углом по отношению к газовому потоку позволяет работать контактным устройствам так же, как насос или вентилятор во всасывающем режиме, что в значительной мере компенсирует часть общего гидравлического сопротивления .

Формула изобретения

797711 фиаГ фиг. 3

Составитель A . .Сондор редактор Н . Егорова Техред,A.Ñàâêà Корректор С . Шекмар

Заказ 9 72 б Тираж 17 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул ° Проектная, прикрывает верхнюю кромку передней лопасти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское

Р 203621 кл. В

2. Авторское

М 253746, кл. В тотип) . свидетельство СССР

01 D 3/30, 1966 . свидетельство СССР

01D 3/30, 1968 (про