Массообменный газлифтный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.05.81 (2!) 3284102/23-21 (Я1) М. Кл.з

В 01 D 3/32 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 230782 Бюллетень ¹ 27 (53}УДК 66.015, .23.05 (088,8) Дата опубликования описания 230782

В. И. Фотченко, И. Д. Зайцев, Г.A. Тка, Я. С. Заир-Бек и Э. Я. Тарат ( (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54 ) ИАССООБМЕННЫЙ ГАЗЛИФТНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к устройст: вам для взаимодействия газа с жидкостью и может найти применение в химической и ряде других отраслей промышленности для проведения массообменных процессов.

Известен массообменный газлифтный аппарат, содержащий подъемную трубу с устройствами ввода газа и !

О сепаратор с отражателем в виде наклонной пластины, установленной над подъемной трубой (1).

Известен также массообменный гаэлифтный аппарат, применяемый как деаэратор, содержащий подьемную тру- !5 бу переменного сечения с расширителями, с устройствами ввода газа и эавихрителем, установленными в верхней ее части, сепаратор с отражателем, установленным над эавихрителем и имеющим форму перевернутой конической тарелки с плоским сплошньм днищем (2).

Недостаток известных аппаратов снижение эффективности массообмена и ухудшение условий сепарации при возрастании нагрузки по газу. Кроме того, при высоких скоростях газа, ввиду смачиваемости поверхности от.ражательной тарелки, жидкость с ее. кромок будет стекать в виде. пленки, пересекая путь движения газа, выходящего из сепаратора. При больших скоростях газа (10 м/с), когда удерживающая способность газовой фазы велика, жидкостная пленка, стекакщая с кромок отражателя подхватывается газовым потоком и уносится иэ аппарата, снижая тем самым степень сепарации.

11ель изобретения - интенсификация массообмена эа счет расширения диапазона нагрузок по газу н улучшение условий сепарации.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном массообменном газлифтном аппарате, содержащем подьемную трубу, завихритель, сепаратор и отражатель, установленный над завихрителем, отражатель выполнен тороидально-конической форьы, а сепаратор снабжен цилиндрическими раструбами, установленными коакснально ему и друг другу и образующими между собой и подъемной трубой каналы для подачи жидкости на дополнительное контактирование с газом.

Сепаратор снабжен дополнительньвч устройством ввода газа, установленным в нижней его части.

944599

Аппарат работает следукицим образом.

Отражатель снабжен уст ан овлен ныл над ним дополнительньм завихрителем-. каплеотбойником. Внешний цилиндроконический раструб снабжен коническим отбойником, установленным над ним.

В нижней части сепаратор соединен с подъемной труфой переточным устройством с запорным органом.

Конфигурация и взаимное расположение элементов аппарата таковы, что путь движения гаэожидкостной смеси и газа вверх имеет минимум искривле" ний, а отсепарированная жидкость не создает гидравлического сопротив" ления движению газо-жидкостной смеси, так как покидает полость, подъемного канала по внутренней поверхности тороидального отбойника в поле центробежных, инерционных и гравитационных сил, не пересекая пути движения газа, iKoTopHA уходит через центральное отверстие тора.

На фиг.1 изображен предлагаемый массообменный гаэлифтный аппарат; на фиг.2 - разрез A-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.1.

Аппарат содержит подъемную трубу с патрубком входа 2 и регулирующим органом 3 расхода жидкости. На трубе установлены устройства ввода газа 4 и завихритель 5 в верхней ее части. ,Подъемная труба верхней частью вхо дит в сепаратор 6, в котором над эавихрителем устано,лен тороидальноконический отражатель 7 с центральным отверстием 8. Над ннм установлен встроенный в глухую перегородку 9 дополнительный завихрителькаплеотбойник 10. В сепараторе концентрично трубе установлены внутренний 11 и внешний 12 коаксиальные цилиндро-конические раструбы, образующих между собой и трубой каналы

13 и 14. Над внешним 12 раструбом установлен конический отбойник 15, над которым расположена коническая обечайка 16 сепаратора, образующая с коническим отбойником 15 и наружной поверхностью отражателя 7 кольцевой канал 17 для прохода газа.

В нижней части сепаратора установлено дополнительное устройство 1 8 для ввода газа, содержащее улиткообразный корпус 19 подвода газа в щелевые отверстия 20 в цилиндрической поверхности внешнего раструба 12. В сепараторе имеЮтся штуцера 21 и 22 выхода жидкости и газа.

Ступени тонкой и грубой сепарации сообщаются между собой переточным гидрозатвором 23. Нижней частью сепаратор сообщен с подъемной трубой переточным устройством 24 с запорным органом 25.

Жидкость через входной патрубок

2 поступает в подъемную трубу 1, куда через устройства ввода 4 подают гаэ. Газо-жидкостная смесь поднимается вверх, закручивается в завихрителе 5. ЖИдкость центробежными силами отбрасывается на поверхность тороидально-конического отражателя 7 и направляется им в кольцевой канал

13, а газ через отверстие 8 поступает в эавихритель-каплеотбойник 10, где, очищаясь от остаточной капельной влаги, через штуцер 22 выходит из аппарата. Жидкость по каналу 13 перетекает в канал 14, где контактирует с газом, поступающим закрученным потоком в дополнительное устройство ввода 18. Закрученный поток газо-жидкостной смеси коническими частями раструбов 11 и 12 в поле центробежных сил отклоняется к стенкам сепаратора 6. Жидкость задерживается коническим отбойником 15 и, стекая вниз, удаляется через штуцер 21 из аппарата. Газ по каналу

17, проходя эавихритель-каплеотбойник и освобождаясь от капельной влаги, через штуцер 22 выходит из аппарата, По мере накопления жидкости на перегородке 9" она через гидрозатвор 23 и штуцер 21 удаляется из аппарата. Перед остановкой аппарата или в случае накопления шлама на днище сепаратора открывается эапорный орган 25 переточного устройства 24, и жидкость со шпамом перегоняется в подъемную трубу, откуда потоком вымывается и выводится из аппарата.

Важнейшим технико-экономическим преимуществом предлагаемого аппарата является уменьшение гидравлического сопротивления благодаря приданию его элементам геометрических форм, обеспечивакщих путь движения газожидкостной смеси и газа с минимальными искривлениями. Такое техническое решение позволяет увеличить нагрузку по газу в несколько раз, не влияя на гидродинамические условия подъема жидкости в газлифте, и обеспечивает эффективную сепарацию.

Значительное увеличение нагрузки по газу позволяет достичь автомодельной области течения газо-жидкостной смеси по критерию Рейнольдса, где интенсивное перемешивание происходит эа счет турбулентных пульсаций внутри потока (режим развитой свободной изотропной турбулентности).

В этом случае коэффициент массопередачи возрастает пропорционально скорости газа. Аппарат позволяет повысить интенсивность массообменного процесса, увеличив удельные нагрузки по,газу и жидкости и коэффициент массопередачи в 4-5 раз. An944599 парат ькикет быть использован в качестве абсорбера для промывки газа карбонизационных колонн и осуществ« ления процесса предварительной карбонизации аммонизированного рассола в производстве соды.

5 формула изобретения

1. Иассообменный гаэлифтный аппа- 10 рат, содержащий подъемную трубу с устройствами ввода газа и эавихрителем, установленным в верхней ее;части, сепаратор с отражателем, установленным над завихрителем, о т л и- 15 ч а ю щ и и б я тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет расширения диапазона нагрузок по газу и улучшения условий сепарации, отражатель выполнен тороидально-конической формы, а сепаратор снабжен цилиндроконическиья раструбами, установленными коаксиально ему и друг другу и образующими вежду собой и подъемной трубой каналы для подачи жидкости на дополнительное контактирование с газом.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а вщ,и и с я тем, что сепаратор снабжен дополнительно устройством ввода газа, установленным в нижней части его.

3. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что отражатель снабжен установленным над ним допол" нительным завихрителем-каплеотбойником.

4. Аппарат по п. 1, о тл и ч а юшийся тем, что внешний цилиндро-конический раструб снабжен коническим отбойником,установленньве над ннм.

5 ° Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что сепаратор в нижней части соединен с подъемной трубой переточным устройством с запорным органом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 743707, кл. В 01 0 53/14, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 497243, кл. С 02 В 1/10, 1973 °

944599

Составитель A. Сондор

Техред Т. Маточка Корректор М. Ð H

Редактор П. Коссей

« » (Заказ 5189/5 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

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