Пленочный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п939025 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.05.80 (21) 2931516/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.0682. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.82 11М g з

В 01 Р 1/22

Государственный комитет

С.СС P по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.048, .541(088.8) (72) Авторы изабретени я

В. И. Ермаков и С. A. Туманов (71) Заявитель

Ярославский политехнический институт (54) ПЛЕНОЧНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к пленочным аппаратам для взаимодействия жидкости и газа и может .найти при— менение в химической и нефтехими-. ческой промышленности. Более узкая область применения — процессы взаимодействия газа с жидкостью в пленочном режиме.

Известен пленочный аппарат, со- . держащий горизонтально расположенныв трубы и набор гибких полотен, подвешенных на трубах. Жидкость из труб попадает на полотна и стекает по ним в виде пленки (1).

Недостатком аппарата. является низкая производительность, так как при течении по полотнам пленка жидкости стягивается силами поверхностного натяжения, в результате чего уменьшается поверхность пленки, т.е. поверхность контакта. Особо сильное стягивание пленки наблюдается в том случае, когда полотно выполнено из несмачиваемого жидкостью материала.

Известен пленочный выпарной аппа.рат, в котором установка наклонных пластин на горизонтальных трубах обеспечивает полноту смачивания тру бы по окружности, особенно в верхней части сечения трубы, но не исключает стягивания пленки в продольном направлении(2).

Установка двух пластин вдсль каждой трубы увеличивает расход металла и усложняет конструкцию аппарата.

Известен пленочный аппарат, содержащий распределители жидкости, горизонтальные трубы и плавниковые ребра, прикрепленные к нижней образующей каждой трубы. Распределители жидкости служат для распределения жидкости по длине верхних труб.

15 Плавниковое ребро представляет собой металлическую полоску, служащую для равномерного орошения нижерасположенной трубы (3 .

Недостатком аппарата является ниэ кая производительность из-эа уменьшения поверхности пленки жидкости на нижерасположенных трубах. При течении пленки жидкости по поверхности плавникового ребра происходит

25 стягивание пленки силами поверхностного натяжения.

В результате стягивания по мере стекания ширина пленки уменьшается с одновременным увеличениеМ ее толщины. Это приводит к уменьшению по»

939025 нерхности пленки и к увеличению ско= рости ее движения, т.е. к уменьшению времени контакта. В результате этого снижается производительность пленочного аппарата. Этот недостаток заставляет ограничивать количество 5 труб н вертикальном ряду. При числе труб в вертикальном ряду более десяти нижние трубы смачиваются жидкостью только в центральной части.

Концевые участки труб остаются су- 10 хими.

Цель ивобретения — повышение производительности пленочного аппарата за счет равномерного распределения жидкости по всей длине трубы. 15

Поставленная цель достигается тем что в пленочном аппарате, содержа; м корпус с патрубками для ввода и вывода продуктов, установленные одна под другой горизонтальные трубы с планниковыми ребрами, размещенными вдоль нижней образующей труб, и распределители жидкости, плавниковые ребра выполнены в форме трапеции и с торцовых сторон снабжены or- 25 раничителями.

Ограничители в сечении образуют с плавниковым ребром прямой угол.

В этом углу за счет капиллярных сил осуществляется смачивание поверхности плавника и прилегающей поверхности ограничителя. Капиллярные; силы предотвращают стягинание пленки жидкости планника на нижележащую трубу, возможно стягивание пленки жидкости в зазоре между плавником и нижележащей трубой. Для компенсации этого стягивания плавник выполнен в ниде трапеции.

На фиг.1 изображен предлагаемый 40 аппарат, продольный разрез; на фиг.2плавниковое ребро; на фиг.3 — вид А на фиг.2; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2 ° 45

Аппарат содержит корпус 1, стойки 2, служащие для крепления горизонтальных труб 3, плавниковые ребра 4, укрепленные на трубах 3 снизу, огРаничители 5, установленные с торцовых сторон ребер 4, распределитель 6 жидкости, патрубок 7 для вывода газов, патрубок 8 для подвода газа и патрубок 9 для отвода жидкости. Ребро 4 может быть выполнено из листового металла в виде трапеции, малое основание которой обращено к трубе, на которой оно укреплено, и снабжено ограничителем 5, размещенным ндоль его торцовых поверхностей ° На горизонтальной трубе 3 укреплен воротник

10, нижняя часть которого соединяется с верхней частью ограничителя 5.

Аппарат работает следующим образом.

Газ вводится н аппарат по патрубку 8 и выводится по патрубку 7.

Жидкость вводится в распределитель

6, из которого поступает на горизонтальные трубы 3 и стекает с труб 3 на плавниковые ребра. 4, при движении по ним пленка жидкости контактирует с ограничителями 5 ° В прямых углах, образонанных ребром 4 и ограничителем 5, образуется вогнутая поверхность жидкости, которая в результате проявления капиллярных сил удерживает жидкость в углу и предотвращает стягивание пленки жидкости и уменьшение поверхности массоотдачи. При стекании жидкостей на нижележащую трубу 3 происходит стягивание пленки жидкости. Степень стягивания не является величиной постоянной, а колеблется в зависимости от колебаний расхода жидкости.

Для улавливания и направления пленки при переменной степени улавливания и направления пленки служит воротник 10. Нижняя кромка ограничителя 5 и верхняя кромка 10 находятся в одной вертикальной плоскости.

Это обеспечинает улавливание пленки жидкости при любых колебаниях степени стягивания пленки.

При течении пленки по поверхности расширяющегося плавниконого ребра 4 происходит растягивание пленки за счет действия капиллярных сил в месте соединения с ограничителем 5. Для того, чтобы пленка жидкости вошла в сопротивление с ограничителями 5 при переходе пленки с ребра 4 на нижележащую трубу 3, на нижележащей трубе 3 также укреплены воротники 10, выполняющие роль воронки, нланливающей пленку жидкости.

При течении пленки по плавнику 4 одновременно с увеличением поверхнос ти пленки происходит интенсификация массоотдачи за счет уменьшения толщины пленки. Уменьшение толщины пленки приводит к увеличению градиента концентрации отгоняемого вещества в пленке, т.е. к увеличению днижущей силы процесса. Сужение пленки при переходе на следующую трубу 3 с плавником 4 интенсифицирует процесс перемешивания жидкости по толщине пленки, что также значительно увеличивает скорость массоотдачи. Жид.— кость. из корпуса 1 отводится по патрубку 9.

Опыты показывают, что применение ограничителей позволяет увеличить поверхность пленки на 12-15%. Если принять, что при этом толщина пленки также уменьшится в среднем на 13,5Ъ, то скорость движения уменьшится на

25%. При этом время контакта увеличивается тоже на 254, а увели гение про939025

15

Формула изобретения

Вад4

В-В

Составитель Е.Сотникова

Техред T. Маточка Корректор A.Äçÿòêo

Редактор М.Ткач

Заказ 4531/14 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, изводительности аппарата даже без учета увеличения градиента концентрации составит 42%.

Конструкция предлагаемого пленочного аппарата обеспечивает повышение производительности пленочного аппарата благодаря исключению стягивания пленки жидкости поверхностными силами при течении по плоской поверхности. Использование ограничителей позволяет увеличить поверхность массоотдачи но сравнению с существенными аппаратами на 12-15%.

Пленочный аппарат, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода продуктов, установленные одна по другой горизонтальные трубы с плавниковыми ребрами, размещенными вдоль нижней образующей труб, и распределители жидкости, расположенные над верхней трубой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения его производительности за счет равномерного распределения жидкости по всей длине трубы, плавниковые ребра выполнены в форме трапеции и снабжены с торцовых сторон ограничителями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швейцарии М 582864, кл. F 28 D 3/00, 1974.

2. Патент США М 3500893, кл. 159-13, 1970, 3. Машины и аппараты химических производств. Под ред. И.М.Чернобыльского, 1975, с. 141. ! г. ужгород, ул. Проектная, 4