Массообменный аппарат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>965442

С)П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 16.01.81 (21) 3268463/23-26 с присоединением заявки.% (23) Приоритет

Опубликовано 1 5 . 1 0 . 82 .Бюллетень Рй 38

Дата опубликования описания 15, 10. 82 (51)N. Кл.

8 01 0 3/20

1Ьоудоротеенный комитет

СССР ио делам изо4ретеннй и открытий (5Я) ф ДК 66.015..

° 23.05 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. М. Трофимов и Г. И. Шилов (71) Заявитель

{54) МАССООБМЕННЫй АППАРАТ

Изобретение относится к устройст,вам общего назначения для осуществления различных физических и химических процессов, а точнее к аппаратам химической технологии для осуществления процессов ректификации, дис5 тилляции и абсорбции, и может быть применено для промывки пара в вертикальном парогенератора АЭС.

Известна тарельчатая колонна с кап- о сульными (круглыми) колпачками, в ко"торой по высоте в вертикальным корпу". се расположено некоторое количество тарелок. На тарелках расположены круглые колпачки с прорезями или отверстиями в нижней цилиндрической части. Под колпачками находятся пат" рубки для прохода газа (либо пара).

Тарелка имеет один или несколько слив20 ных патрубков. Жидкость перетекает с тарелки на тарелку сверху вниз, а газ (либо nap) барботирует через жидкость, двигаясь снизу вверх. При этом происходит обмен компонентами между газом (либо паром) и жидкостью (массообмен) при помощи испарения, конденсации и диффузии, причем массообмен сопровождается теплообменом (! ).

Основной недостаток колпачковой тарелки - ограниченность площади контакта жидкости с газом (либо паром) на тарелке, используется, только горизонтальная составляющая движения на тарелке и не используется вертикальная составляющая движения жидкости в колонне. Жидкость на тарелке течет с малой скоростью, приварка направляющих полос к тарелке для ускорения потока жидкости уменьшает количество колпачков, %

На форси рова нном режиме из- за наличия сепарации только за счет гравитационных сил возможна неполная сепарация,. что снижает эффективность, тарелки..

965442 4 перелива жидкости с секций верхних тарелок на секции нижележащих тарелок, капсульные колпачки 5, сепарационное устройство, состоящее из дугообразных труб 6, стакана 7 и е- спирального желоба 8. В желобе установлены пороги 9. Сливной карман

10 служит гидрозатвором. Труба 11 служит для подачи жидкости из жело1в ба к колпачку.

Аппарат работает следующим образом.

Газ (либо nap) снизу проходит че-рез патрубки 3. Проходя под npopele 1з зями 12 колпачка 5 газ (либо пар) барботирует через жидкость, находящуюся на тарелке. Жидкость подается в му карман 10 по трубе 4 с вышележащей

" тарелки и далее из кармана 10 по спи55

Из-за большого расстдяния движения жидкости flO тарелке происходят неравномерное расположение фаз по сечению аппарата и большое время нахождения жидкости в аппарате.

Целью изобретения является повыш ние эффективности массообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в массообменном аппарате для контактирования газа (пара) с жидкостью, содержащем вертикальный корпус, секционированный по высоте тарелки с отверстиями, газожидкостные патрубки, закрепленные в отвер" стиях тарелок, колпачки, размещеннь над патрубками переливные трубки и сливные карманы, каждый колпачок снабжен ус1ановленным коаксиально е ,перевернутым стаканом, на наружной стороне которого размещены спиралеобразный контактный желоб и дугообра зные трубки, соединенные одним концом с внутренним обьемом стакана, а другим с контактной поверхностью желоба, при этом сливные карманы уста- 25 новлены над контактными желобами и

I дугообразными трубками.

Вся жидкость, за счет спирального наклонного желоба, проходит в зоне контакта жидкости с газом (либо с gp паром) с большой скоростью. Для увеличения турбулентного движения (создания бурлящего потока) в желобе установлены пороги.

Круговое турбулентное движение жидкости препятствует вспениванию ее и уносу вместе с газом (либо паром).

Проконтактировавший газ (пар) проходит через дугообразные трубки, и, за счет изменения направления дви- 4О жения и центробежной силы, дополнительно сепарируется, что устраняет унос жидкости при увеличении газовых (паровых) нагрузок.

На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат, разрез по вертикали; на фиг. 2 — контактная тарелка, вид сверху; на фиг. 3 — вид А на фиг.1 ввод газа (либо пара) к желобу; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3, 50 вид сепарационного устройства; на. фиг. 5-ввод жидкости к колпачкам. е

В корпусе 1 установлены одна над другой контактные тарелки, состоящие из горизонтальных плит 2 с выполненными в них отверстиями, газовые патрубки 3, закрепленные в от-. верстиях тарелок, сливные трубы 4 для ральному желобу 8 и трубе 11 под стакан 7. Под стаканом 7 жидкость, пробарботирована с газом (паром), выходящим из под колпачка, вытекает через окно 13. Проконтактировавший под колпачком газ (либо пар) проходит через дуговые трубки 6 на контактную поверхность желоба 8. Проходя через дуговые трубки 6, газ (либо пар) вследствие изменения направления движения и с помощью центробежной силы дополнительно сепарируется, На желобе 8 газ (либо пар) освобождается от унесенных брызг и дополнительно контактирует с жидкостью текущей по желобу.

На каждой тарелке жидкость и газ (либо пар) дважды контактируют Винтовая поверхность контактного устройства препятствует вспениванию жидкости и ее уноса газом (либо паром).

Наличие спирального желоба позволяет производить массообмен со вспенивающейся жидкостью. Спиральный желоб увеличивает площадь контакта и поверхность испарения жидкости. Совместно с дугообразными трубками желоб выполняет также роль сепаратора, то позволяет работать с увеличенными газовыми (либо паровыми) нагрузками, что особенно важно при периодических процессах.

Наличие дополнительной площади контакта позволяет .уменьшить в аппарате число тарелок в 2 раза, а следовательно, уменьшить габариты аппарата или уменьшить количество аппаратов. Учитывая, что в стоимости аппарата большую долю занима9654

5 ет корпус, стоимость аппарата снизится в 1,5-2 раза, формула изобретения

Массообменный аппарат для контактирования газа (пара) с жидкостью, содержащий вертикальный корпус секционированный по высоте тарелка- 10 ми с отверстиями, газожидкостные патрубки, закрепленные в отверстиях тарелок, колпачки, размещенные над патрубками, переливные трубки и сливные карманы, о т л и ч а ю- 15 шийся тем, что, с целью повышения эффективности массообмена, 42 б каждый колпачок снабжен установлен-ным коаксиально ему перевернутым стаканом, на наружной стороне которого размещены спиралеобразный контактный желоб и дугообразные трубки, соединенные одним концом с внутренним объемом стакана,а другим с контактной поверхностью желоба, при этом сливные карманы установлены над контактными желобами и дугообразными трубками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лащинский А. А., Толчинский A.P.

Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник, 1963, с, 302 (прототип).

965442

Заказ 7728/4

Тираж 734 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий t13О35, Москва, Ж-35, Рауаская .наб., д. 4/5

««

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

Составитель А. Сондор

Редактор А. Гулько Техред И. Гергель Корректор й. Бокшан