Тепломассообменный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕИЛЬСТВУ

<»> 860794

Севе Сееетсквс ьп saлкcтиvеcкик

Республик (61) Дополнительное к авт свид-ву— (22) Заявлено 19.02.79 (21) 2726971/23-26 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51) Ч К„, з

В 01 D 3/20

В 01 D 3/32

В 01 D 53/18

)Гпсударстеоикый комитет лп делам изобретений (43) Опубликовано 07.09.81. Бюллетень ¹ 33 (53) УДК 66.015.23 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.09.81 (54) ТЕПЛОМАССООБМЕН НЫЙ АП ПАРАТ

Изобретение относится к области процессов и аппаратов химической технологии и может быть использовано для проведения массообменных процессов в .химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях для взаимодействия газа с жидкостью.

Известен контактный аппарат с плавающей насадкой, содержащии корпус, разделенный по высоте провальными тарелками (Ц.

Этот аппарат не позволяет производить активный тепломассообмен, например, при абсорбции формальдегида водой, сопровождаемой выделением большого количества тепла из-за отсутствия теплообменных элементов для съема избыточного тепла.

Тарелки в этой конструкции расположены на значительном расстоянии одна от другой, чтобы исключить занос жидкой фазы с ниже расположенной тарелки на выше расположенную, что приводит к увеличению высоты аппарата.

Известен абсорбер, в котором на провальной тарелке размещены охлаждаемые водой змеевики (21.

Недостатком этого аппарата является то, что он может работать при малых скоростях газового потока, не более 0,5—

0,8 м/с, так как в этом абсорбере отсутст2 вует насадка. При больших скоростях газовой фазы имеет место занос жидкости с тарелки на тарелку. КПД такой тарелки невысок, в результате чего одна расчетная теоретическая тарелка содержит 3 — 4 реальные тарелки, что приводит к большим габаритам аппарата по сечениям и высоте.

Известен массотеплообменный аппарат, 1п содержащий корпус, разделенный по высоте тарелками с подвижной насадкой и с инжекционными тарелками между ними (3)

Этот аппарат работает при высоком давлении газовой фазы, что сопровождается перерасходом энергии и дополнительным ра-зогревом фаз, возможностью утечек через уплотнения. Это недопустимо при проведе-нии таких высокотоксичных процессов, как: абсорбция формальдегида водой. Этот ап-парат может работать только с высоко-напорной газодувкой или компрессором,. что усложняет аппаратуру н технологиче-ский процесс на всех стадиях. Кроме того„ этот аппарат не содержит элементов для: активного съема тепла.

В силу этих причин такой аппарат нельзя использовать для получения формалина (37 — 40%-ный раствор формальдегида в воде), так как отсутствие съема теп.3О ла приводит к процессу десорбцпи.

860794

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, секционированный по высоте тарелками с переливными устройствами, колпачковыми тарелками, насадкой и расположенными над ней форсунками орошения, циркуляционный насос и переливные труоопроводы, расположенные снаружи корпуса (4).

Однако в таком аппарате не достигается равномерного орошения каждой секции жидкостью, что снижает эффективность.

Целью изобретения является повышение эффективности адсорбции за счет обеспечения большей скорости газовой фазы и равномерного орошения каждой секции жидкостью различной концентрации.

Указанная цель достигается тем, что в тепломассообменном аппаоате, содержащем корпус,- секционированные по высоте тарелкой с переливным устройством кол Ф ФВ г пачковой тарелкой, насадкой и расположенными На Мй форсунками орошения, циркул ционны@ насос, и расположенные снаружи корпуса переливные трубопроводы, колпачковая тарелка снабжена карманами, при этом нижняя часть карманов соединена с помощью циркуляционпого насоса с форсунками орошения, верхняя их часть — с переливными трубопроводами, выходы которых расположены в зоне орошения каждой секции.

Целесообразно переливные трубопроводы снабжать гидрозатворами, карманы— теплообменными элементами, колпачковую тарелк — отбойником и расположенной под ней отражательной сеткой.

На чертеже изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез.

Аппарат состоит из секционного корпуса 1, в каждой секции которого установлена провальная ситчатая тарелка 2 с плавающей насадкой 3. Под каждой провальной тарелкой установлена непровальная колпачковая тарелка 4 с теплообменными элементами 5.

Наружный циркуляпионный насос 6 связан на всасывающей стороне с непровальной колпачковой тарелкой, а на нагнетательной стороне — с форсунками 7 орошения, пасположенными над провальной тарелкой.

В середине колпачковой тарелки имеется газовый проход 8. Над колпачковой тарелкой установлен отбойник 9, а под ней — отражательная сетка 10. Провальная тарелка имеет переливное устройство 11 с гидрозатвором 12. Непровальная колпачковая тарелка имеет карман 13 и наружный переливной труоопровод 14 с гидрозатвором 15.

Аппарат работает следующим образом.

Реакционный газ, например формальдегид, вводится в аппарат снизу и последова тельно проходит все секции через газовый проход 8, обтекая конический отбойник 9

45

40 через отверстия провальной ситчатой тарелки 2, и приводит в состояние кипящего слоя плавающую насадку 3, на которой происходит контакт и массообмен с жидкой фазой, поступающей на насадку из форсунок 7 орошения. Избыток жидкой фазы из провальных ситчатых тарелок по внутренним переливным усгройствам 11 и гидрозатворам 12 перетекает на ниже расположенную непровальную колпачковую тарелку 4, содержащую теплообменный элемент 5. На непровальных тарелках происходит теплообмен, охлаждение жидкой фазы. Из непровальной колпачковой тарелки жидкая фаза с циркуляцttoHHbIM насосом 6 подается на форсунки 7 на выше лежащую провальную тарелку и обильно орошает плавающую насадку. При этом создаются благоприятные условия для активного контакта фаз. Готовый продукт (формалин) снимают с самой нижней непровальной колпачковой тарелки, свежая вода на орошение подается на самую верхнюю провальную тарелку.

Предложенная конструкция имеет следующие преимущества: достигается высокая эффективность абсорбции за счет большой скорости газовой фазы — 3 — 5 м/с, отнесенной и площади поперечного сечения аппарата, развитой поверхности контакта фаз II возможностью съема избыточного тепла; снижается металлоемкость аппарата, так как производительность его увеличивается без увеличения габаритов абсорбера:, циркуляциопные насосы позволяют создавать равномерную и необходимую плотность орошения; конструкция позволяет получить формалин нужной концентрации, например 37—

40О/О, и ооеспечивает безопасную работу.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, секционированный по высоте тарелкой с переливным устройством, колпачковой тарелкой, насадкой и расположенными над ней форсунками орошения, циркуляционный насос и расположенные снаружи корпуса переливные трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности адсорбции за счет обеспечения большой скорости газовой фазы и равномерного орошения каждой секции жидкостью различной концентрации, колпачковая тарелка снабжена карманами, при этом нижняя часть карманов соединена с помощью циркуляционного насоса с форсунками орошения, верхняя их часть — с переливными трубопроводами, выходы которых расположены в зоне орошения каждой секции.

2. Аппарат по и. 1, отличающийся

860794

Adzazbl

Составитель С. Баранова

Техред А. Камы шникова

Редактор Н. Потапова

Корректор 3. Тарасова

Изд. № 538 Тираж 712

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4!5

Подписное

Заказ 6340

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлиспопкома

5 . гем, что переливные трубопроводы снабжены гидрозатворами.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличаюшийся тем, что карманы снабжены теплообменными элементами.

4. Аппарат по пп. 1 — 3, отличаюшийся тем, что колпачковая тарелка снабжена отбойником и расположенной под ней отражательной сеткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 ¹ 396118, кл. В 01 0 53/20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 254482, кл. В 01 D 53/18, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 568441, кл. В 01 D 3/22, 1974.

10 4. Авторское свидетельство СССР

¹ 24520, кл. В 01 D 53/18, 1930.