Массообменный аппарат для контактирования газа /пара/ с жидкостью

Массообменный аппарат для контактирования газа /пара/ с жидкостью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ КОНТАКТИРОВАНИЯ ГАЗА (ПАРА)С ЖИДКОСТЬЮ , включающий корпус с расположенными по высоте перфорированными тарелками, на которых укреплены лоткообраэные трубы 9 заглушенными снизу основаниями, . проходящие чПSMbJiiOiEiiA сквозь тарелки и разделякщие их на секции, при этом каждая тарелка на части периферии с диаметральных сторон выполнена с пазом и снабжена установленными под ней пластинами , и переливные устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения пропускной способности аппарата по газу (пару) путем увеличения живого сечения тарелки и интенсификации процесса массообмена , он снабжен дугообразными трубками и патрубками, основания лоткообразных труб выполнены с отверстиями , в которых установлены патрубки, направленные внутрь ло ткообразных труб, а каждая дугообраз- S ная трубка размещена внутри лоткоW образных труб, при этом ее концы расположены над каждой парой пас трубков коаксиально им и на расстоянии от основания, а ее внутренняя стенка в верхней части выполнена с отверстием.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (lli„ (р„- -,„- .-s(; v, и

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬМЬЛЕ(. àÀ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3595810/2 3-26 (22) 26.05.83 (46) 23.06.84. Бюп. М 23 (72) Б;М.Азизов, И.И.Поникаров, Н.С.Али-Заде, И.С.Бабаев, М.Г.Гайнуллин и A.A.Hëèíoâ (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт им. С.М.Кирова

-(53) 66.015.023.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 889023, кл . В 01 Р 3/26, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 565671, кл. В 01 D 3/22, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

9 797709, кл. В 01 2 3/20, 1978. (54) (57) МАССООБМЕННЫИ АППАРАТ ДЛЯ

КОНТАКТИРОВАНИЯ ГАЗА (ПАРА) С ЖИДКОСТЬЮ, включающий корпус с расположенными по высоте перфорированными тарелками, на которых укреплены лоткообраэные трубы Ч эаглушеннЫМи снизу основаниями, проходящие

3(50 В 0 1 Р 3 2 0 В 0 1 3 3 2 2 сквозь тарелки и разделякщие их на секции, при этом каждая тарелка на части периферии с диаметральных сторон выполнена с пазом и снабжена установленными под ней пластинами, и переливные устройства, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения пропускной способности аппарата по газу (пару) путем увеличения живого сечения тарелки и интенсификации процесса массообмена, он снабжен дугообразными трубками и патрубками, основания лоткообразных труб выполнены с отверстиями, в которых установлены патрубки, направленные внутрь лоткообраэных труб, а каждая дугообраэ- I ная трубка размещена внутри лоткообраэных труб, при этом ее концы расположенЫ над каждой парой патрубков коаксиально им и на расстоянии от основания, а ее внутренняя стенка в верхней части выполнена с отверстием.

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления процессов массообмена между газовой (паровой) и жидкой Фазами, а именна к устройствам для проведения процессов ректификации, абсорбции и хемосорбции, и преимущественно предн аз н ач ен о для проведения хема сор бционных процессов, лимитируеьых диффузионным сопротивлением массопередаче со стороны жидкой фазы.

Известны массообменные аппараты для контактирования газа (пара) с жидкостью, выполненные из отдельных наклонных пластин, образующих между собой щели и снабженных вертикальными перегородками, над которы- 15 ми установлены перевернутые желоба, выполняющие роль полотна тарелки, и дополнительных желобов, боковые стенки которых параллельны наклонным ,пластинам, а верхняя часть каждого д) дополнительного желоба снабжена вертикальными прямоугольными патрубками для газа 13.

Известны также аппараты, выполненные в виде листа с продольными р5 щелями, кромки которых снабжены вертикальными полосами, под каждой щелью расположен прикрепленный к листу снизу поддон и по обе стороны от каждой щели в листе выполнены отверстия с отогнутыми в сторону щелей кромками 5 23.

Известные устройства позволяют интенсифицировать процесс массообмена между газом (паром) и жидкостью эа счет использования энергии удар.ного слияния потоков.

Недостатками известных аппаратов являются малая пропускная способность по газу (пару) и низкая интенсивность процесса массобмена, обус- 40 ловлено малоэффективным использованием площади тарелки, т.е. малым живым сечением тарелки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является массообменный аппарат для контактирования газа (пара) с жидкостью, включающий корпус с расположенными по вы. соте перфорированными тарелками, 50 на которых укреплены заглушенные снизу лоткообразные трубы, подходящие сквозь тарелку и разделяющие ее на секции, к периферии тарелки снизу с двух диаметрально противоположных сторон прикреплены с зазором к плоскости нижележащей тарелки пластины, которые сообщены с торцами лоткообразных труб (33.

Недостатками известного массообменного аппарата для контактирова- 60 ния газа (пара) с жидкостью являются малая пропускная способность из-за небольшого живого сечения тарелки и низкая интенсивность процесса массообмена. Это обуслов- 65

2 лена тем, что заглушенные снизу лот кообразные трубы, которые занимают значительную часть площади массообменной тарелки, используются только для отвода проконтактировавшей жидкости на нижележащую тарелку.

В результате, тарелка имеет малое живое сечение и соответственно небольшую производительность по газовой фазе, Кроме того, в известной конструкции аппарата жидкость контактирует с газом только на перфорированных частях тарелки между лоткообразными трубами, т.е. интенсивйость и время контакта определяются временем пребывания жидкости в зоне перфорированной тарелки между лоткообразными трубаьы и гидродинамической обстановкой в этой зоне (степенью турбулентности фаэ, относительными скоростями фаз, касательными напряжениями на границе раздела фаз и т.д. ). В ряде процессов химической технологии этого времени может оказ аться недостаточно, например при проведении хемосорбционных процессов, лимитируе<их диффузионным сопротивлением массопередаче со стороны жидкой фазы. Наличие лоткообраэных труб, в которых, жидкость не контактирует с газом, снижает интенсивность процесса массообмена.

Целью изобретения является увеличение пропускной способности аппарата по газу (пару) путем увеличения живого сечения тарелки и интенсификации процесса массообмена.

Поставленная цель достигается тем, что массообменный аппарат для контактирования газа (пара) с жидкостью, включающий корпус с расположенными по высоте перфорированными тарелками, на которых укреплены лоткообразные трубы с заглушенными снизу основаниями, прОходящие сквозь тарелки и разделяющие их на секции, при этом каждая тарелка на части периферии с диаметральных сторон выполнена с пазом и снабжена установленными-под-ней пластинами, и образующие переливные устройства, снабжен дугообразными труб= ками и патрубками, основания лоткообразных труб выполнены с отверстия— ми, в которых установлены патрубки, направленные внутрь лоткообраэных труб, а каждая дугообразная трубка размещена внутри лоткообразных труб, при этом ее концы расположены над каждой парой патрубков коаксиально им и на расстоянии от основания, а ее внутренняя стенка в верхней части выполнена с отверстием.

Благодаря установке на глухом основании лоткообразных труб газовых патрубков с расположенными над ним дугообразными трубками создается возможность, во-первых, эначительно увеличить живое сечение тарел3 1098555 ки, а следонательнд, и пропускную о способность (производительность) ее с по газу (пару), во-вторых, интенси- с фицировать процесс массообмена, так Н как одни и те же порции жидкости мно- К гократно контактируют на тарелке 5 д с новыми (свежими) порциями газа сна- н чала на перфорированном полотне та- л релки между лоткообраэными трубами, к а затем в дугообразных трубках. Та- и ким образом, эа счет установки контактных дугообразных трубок на глу- н хом основании лоткообраэных труб м значительно увеличивается время и .межфазного взаимодействия на контакт- П ной ступени. Кроме того, н результа- в те изменившейся схеьы взаимодейст- 15 F ния.фаэ (газ и жидкость движутся в з дугообразных трубках сначала в рев жиме прямотока, а затем в режиме р ударного слияния газожидкостных д потоков ) у величи ваются от носитель- ур н но скорости движения фаз, сдниго- л ные (касательные) напряжения на гра-, н нице раздела и время пребывания- з жидкости в активной зоне аппарата. т

На фиг. 1 показан аппарат, по- э5 п перечный разрез; на фиг. 2 — ce- r чение A-А на фиг.1; на фиг. 3 — сеж чение Б-Б на фиг.1. н

Устройство содержит корпус 1 с ж расположенными по высоте горизонталь-30 ными перфорированными тарелками 2, на которых укреплены лоткообразные н трубы 3, проходящие сквозь тарелки 2 к

) и разделяющие их на- секции..К пери- ж .ферии тарелки 2 снизу с двух диамет- т рально противоположных сторон при- З5 г креплены пластины 4, образующие пок лости 5 с корпусом 1 аппарата и за- г эор б с плоскостью нижележащей та- . и релки 2. Лоткообразные трубы 3 заглу- н шены снизу основанием 7, а с торцов 4Р и сообщены с полостью 5, обраэоване ной корпусом 1 и пластиной 4. Глул хое основание 7 лоткообразных труб 3 выполнено с отнерстиями 8, снабжент ными патрубками 9, направленными 45 внутрь лоткообразных труб 3. Над н каждой парой патрубкон 9 внутри лот- п кообразных труб 3 закреплена дуго-, ( образная трубка 10, концы которой . расположены с зазором 11 к глухому основанию и с радиальным зазором 12 н к патрубкам 9. В верхней части ду- в гообразной трубки 10 в стенке, обра- в щенной к глухому основанию 7, выпол- и нено отверстие 13. н

Устройство работает следующим об- щ раз ом. Бл

Жидкость (ее движение показано. сплошными стрелками) с вышележащей тарелки попадает в полости 5, обра- 60 эонанные пластинами 4 и корпусом 1, стекает вниз и, пройдя зазоры б, растекается по тарелке 2 между лоткобраз ными трубами 3 и контактирует част ью газ а (пара), поступающего нижележащей т ар елки (его движеие показано пунктирными линиями). огда уровень жидкости на тарелке остигает верхних краев лоткообраэ—

ых труб 3, жидкость начинает переиваться н эти трубы, где она растеается по глухому основанию 7, постуает сначала н зазоры 11, образованные глухим основанием 7 и дугообразой трубкой 10, а затем в зазоры 12 ежду патрубками 9 и внутренней оверхностью дугообразных трубок 10. ройдя зазоры, жидкость поступает нутрь дугообразных трубок 10, де она подхватывается частью гаоного (парового) потока, поступающего трубки 10 с нижележащей тарелки чеез отверстия 8 и патрубки 9. Благоаря отверстиям 8 в глухом основаии 7 лоткообраэных труб 3 и установенным над ними контактным дугообразым трубкам 10 создается возможность начительно увеличить живое сечение арелки и, следовательно, повысить ропускную способность аппарата по азу (пару). Пройдя зазоры 11 и 12, идкость увлекается гаэоным (пароым ) потоком и образовавшаяся газоидкостная смесь движется к верхней очке дугообразных трубок 10, где на дополнительно взаимодействует режиме соударяющихся потоков. Проонтактировавшая в трубках 10 гаэоидкостная смесь через отверстие 13 рубки 10 выбрасывается в сторону лухого основания 7. Жидкость растеает ся в лот кообраз ных трубах . 3, де через открытые части торцов поадает в полость 5, откуда стекает а нижележащую тарелку, а гаэ, выйдя э дугообразной трубки 10, расширятся, снижает свою скорость и устремяется вверх на вышележащую тарелку. становка контактных дугообразных рубок 10 над отверстиями 8 и патрубами 9 позволяет производить дополительную обработку жидкости свежими орциями газа на контактной ступени тарелке) и тем самым повысить интенивность процесса массообмена. Часть идкости, попавшей на глухое основаие 7 после контакта с газом (паром) дугообразной трубке 10, протекает переливное устройство, а часть о зазорам 11 и 12 вновь поступает дугообразные трубки 10, т.е. осуествляется. циркуляция жидкой фазы. агодаря этому время межфаэного кон— такта, а следовательно, и интенсивность процесса массообмена увеличивается. При этом, изменяя величину зазоров 11 и 12,,можно в каждом конкретном случае добиться требуемой степени рециркуляции жидкой фазы и времени межфаэного контакта.

1098555

rg

Фиг. Р

Составитель Г. Урусова

Редактор О.Юрковецкая ТехредС.Мигунова КорректорЛ.Пилипенко

Заказ 4297/2 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4