Массотеплообменный аппарат

Массотеплообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАССОТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, соосный вал с укрепленными по его высоте контактными ступенями и переточные устройства, включающие наклонные переливные лотки, расположенные между контактными ступенями центросимметрично вокруг вала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массотеплообмена путем уменьшения времени пребывания жидкости в аппарате, лотки выполнены в виде спиргшей, верхние концы лотков разм ещены на одном уровне с периферией вышележащей контактной ступени по касательной к внутренней стенке корпуса, а боковые края лотков расположены на разных уровнях.

СОЮЗ GQBETCHMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(59 В 01 D 3 30 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3576771/23-26 (22) 10.01.83 (46) 07.06.84. Бюл. М 21 (72) A.Â.Øàôðàíîâñêèé (53) 66.015.23(088.8) ,(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 203621,кл . В 01 D 3/30, 1966.

2. Патент CIQA Р 4202846, кл. 261-89 1978.

t(54)(57) МАССОТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, соосный вал с укрепленными по его высоте контактными ступенями и переточные устройства, включающие наклонные переливные лотки, расположенные между контактными ступенями центросимметрично вокруг вала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массотеплообмена путем уменьшения времени пребывания жидкости в аппарате, лотки выполнены в виде спиралей, верхние концы лотков размещены на одном уровне с периферией вышележащей контактной ступени по касательной к . внутренней стенке корпуса, а боковые края лотков расположены на разных уровнях.

1095919

Изобретение относится к массотеплообменной технике, а именно к конструкции роторных пленочных аппаратов для проведения массотеплообменных процессов между газом (паром) и жицкостью

Известны роторные пленочные массотеплообменные аппараты, содержащие вертикальный цилиндрический корпус, соосный вал с укрепленными по его вы1О соте контактными ступенями и неподвижные перелинные лотки, расположенные между контактными ступенями центросимметрично нокруг вала и выполненные горизонтально f1 3.

Недостатком таких аппаратов является нарушение перелива жидкости по

15 лоткам при отклонении корпуса от строго вертикального положения,так как при этом по крайней мере некоторые лотки оказываются наклоненными навстречу потоку жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является роторный пленочный массотеплообменный аппарат, который имеет вертикальный цилиндрический корпус, соосный вал с укрепленными по его высоте контакт20

25 ными ступенями и переточные устройства, служащие для перераспределения жидкости с одной ступени на другую и состоящие из нескольких кольцевых

30 карманон, закрепленных на внутренних ный вал с укрепленными по его высоте контактными ступенями и переточные устройства, нключающие наклонные пе б5 стенках корпуса и сообщающихся с ними наклонных перелинных лотков. Кольцевые карманы служат для приема жид,кости, сбрасываемой с периферии нра- 35 щающихся ступеней, а лотки, расположенные и промежутках между ступенями центросимметрично вокруг вала, обеспечивают ее слив на нижележащие ступени (21.

Однако эффективность массотеплообмена изнестного аппарата недостаточно высока, так как промежутки между ступенями, предназначенные для размещения лотков, не используются для массотеплообмена. Кроме того, и кольцевых карманах и лотках жидкость течет только под действием сил тяжести, вследствие чего ее движение замедленно, особенно в кольцевых карманах, днища которых расположены в горизонтальной плоскости. Это приводит к увеличению времени пребывания жидкости в аппарате, что нежелательно при обработке термобильных жидкостей.

Цель изобретения — повышение эф- 55 фективности массотеплообмена путем уменьшения времени пребывания жидкости в аппарате.

Указанная цель достигается тем, что в роторно-пленочном массотепло- б0 обменном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, соосреливные лотки, расположенные между контактными ступенями центросимметрично вокруг вала, лотки выполнены и виде спиралей, верхние концы лотков размещены на одном уровне с периферией вышележащей контактной ступени по касательной к внутренней стенке корпуса, а боковые края лотков расположены на разных уровнях.

Благодаря тому, что верхние концы лотков размещены на одном уровне с периферией вращающейся ступени, жидкость с последней сбрасынается непосредстненно на верхние концы лоткон. Так как последние ориентированы по касательной к внутренней стенке корпуса, а боковые края лотков расположены на разных уровнях, то струи жидкости сбрасываются со ступени непосредственно и русла лотков по касательной к ним. По инерции жидкость устремляется н лотках от их верхних концов к нижним. Вследствие искривленности лотков на движущуюся жидкость действует центробежная сила, прижимающая ее к дну лотка. Благодаря этому жидкость достигает нижнего конца наклонного лотка, не перетекая преждевременно через нижний боковой его край, несмотря на то, что дно лотка наклонено и боковые края его расположены на разных уровнях. Это позволяет увеличить число лотков, не загромождая поперечное сечение аппарата и, следовательно, не увеличивая гидравлического сопротивления проходу газового потока. При этом днища лоткон в совокупности образуют развитую орошаемую понерхность, на которой протекают процессы массотеплообмена,способствующие повышению эффективйости массотеплообмена в аппарате н целом.

Так как движение жидкости происходит не только под дейстнием сил тяжести, но и по инерции и, кроме того, со ступеней жидкость попадает непосредственно на лотки, то время пребывания ее в аппарате уменьшается.

На фиг. 1 изображен предлагаемый раторный пленочный массотеплообменный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Роторный пленочный массотеплообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, соосный вал

2, контактные ступени 3, укрепленные на валу 2, и неподвижные наклонные переливные лотки 4 н виде спиралей, выполняющие роль переточных устройств и расположенные между ступенями 3 центросимметрично вокруг вала 2.

Один боковой край 5 лотка 4 расположен выше другого его бокового края б.

Верхние концы 7 лотков размещены на одном уровне с периферией вышележащей ступени 3 и ориентированы по касательной к стенкам корпуса 1, а ниж1095919 фиг. Г

Составитель С.Баранова

Редактор T.Èåðìåëøòàéí Техред О.Неце

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4055/46 Тираж 682

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 ние их концы 8 подведены к нижележащей ступени 3. Днища 9 лотков 4 ориентированы вертикально, при этом между лотками остаются зазоры для прохода газового потока. В совокупности орошаемые лотки 4 образуют раэ- витую поверхность контакта между жидкостью и газом, на которой протекает процесс массотеплообмена.

Лотки могут быть выполнены полыми, т.е. с двойными стенками, для того, 10 чтобы их можно было при необходимости нагревать или охлаждать изнутри специальной средой (греющим паром, водой );

Аппарат работает следующим образом.

При вращении ступеней жидкость сбрасывается с них в виде брызг и струй приблизительно по касательной к стенкам корпуса 1 и попадает на верхние концы 7 лотков 4. По инерции жидкость быстро движется вдоль лотков, покрывая пленкой их днища 9.

С нижних концов 8 лотков 4 жидкость стекает на нижележащую ступень 3.

Газовый (паровой ) поток проходит в зазорах между лотками, контактируя с пленкой жидкости. Массообмен (теп,4- 4 лообмен) протекает не только на ступенях 3, но и на самих лотках 4, что повышает эффективность массотеплообмена в аппарате в целом. Если лотки выполнены с двойными стенками и внутри них циркулирует греющая сре да или хладагент, то пленка жидкости, орошающая днища 9 лотков, в процессе своЕго движения испаряется или охлаждается.

Благодаря использованию для про.ведения массотеплообменных процессов промежутков между ступенями, которые ранее использовались только для размещения переливных лотков, число теоретических тарелок, достигаемых ! при ректификации в предлагаемом аппарате, может быть увеличено приблизительно в полтора раза по сравнению с прототипом и базовым объектом при одинаковой с ними высоте.

Кроме того, благодаря отсутствию кольцевых карманов и использованию сил инерции для перемещения жидкости в лотках по сравнению.с базовым объектом и прототипом время пребывания жидкости в аппарате может быть уменьшено приблизительно вдвое.