Тепломассообменный аппарат
Иллюстрации
Реферат
ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с п-атрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, внут ри которого размещены трубы, закреплеиные в трубных решетках, в пблостях труб установлены контактные устройства , каждое из которых выполнено в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса путем многократного контактирования фаз, каждое контактное устройство снабжено дополнительными усеченными конусами , один из которых установлен зеркально на большем основании, а другой - соосно с конусами на рассто ЯНИН от верхнего конуса с образованием зазора для прохода жидкости. (О с
ае . ак
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сацаа «к
РЕСПУБЛИК
y$Q В 01 D 53/18; В 01 D 3/28
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н аатааснамт саидатаааатвт юайаЮааа т
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР
AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (,21 ) 3456850/23-26 (22) 23.06.82 (46) 07.07.84 ° Вюл. В 25 (72)..В.Г.Говоров (53) 66.015.23.05(088.8) (56) 1. Рамм В.М. Абсорбция газов. й., "Химия", 1976, с.307.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 582798, кл. В 01 D 3/26, 1976.
;(54)(57) 1ЕПЛОМАССООВИЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаэ, внут ри которого размещены трубы, закрепленные в трубных решетках, в п6лосI. тях труб установлены контактные устройства, каждое из которых выполнено в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, о т л и ч а ю щ и и с ÿ òåì, что, с целью интенсификации процесса путем многократного контактирования фаэ, каждое контактное устройство снабжено дополнительными усеченными конусами, один из которых установлен зеркально на большем основании, а другой — соосно с конусами на рассто янин от верхнего конуса с образованием зазора для прохода жидкости.
1101282
Изобретение относится к химическому аппаратостроению и может быть использовано для очистки газа от пыли и осуществления процессов тепло- и массообмена в условиях про-, тивотока.
Известен трубчатый скруббер для абсорбции трехокиси серы в произ. водстве с серной кислоты, содержащий корпус, снабженный штуцерами для ввода и вывода взаимодействующих потоков. В полости корпуса с помощью трубных решеток укреплены трубы, по которым пропускается орошаемая жидкость, а в межтрубном пространстве движется охлаждающая вода(11 : l5.Недостаток этого скруббера состоит в небольшой его эффективности низкой производительности, ограниченной области использования. Низкая р() производительность определяется небольшой линейной скоростью газа и небольшой поверхностью контакта фаз.
Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, с патрубками для ввода и вывода взаимодействующих фаз, внутри которого размещены трубы, закрепленные в трубных решетках, в полостях труб установлены контактные устройства, каждое иэ которых выполнено в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз 21.
Недостаток известного аппарата состоит в небольшой его эффективности — недостаточной производительности, большом гидравлическом сопротивлении, сложности устройства. ! Недостаточная производительность
:вытекает из ограниченности активных 4р взаимодействиЯ между газом и жидкостью
Цель изобретения — интенсификация процесса путем многократного контактирования фаэ. 45
Указанная цель достигается тем, что в известном тепломассообменном аппарате, содержащем корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, внутРи котоРого Размещены трубы, закрепленные в трубных решетках, в полостях труб установлены контактные устройства, каждое иэ которых выполнено в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, каждое контактное устройство снабжено дополнительными усеченными конусами, один иэ кбторых установлен зеркально на большем основании, а другой — соосно с конусами на расстоянии от верхнего конуса с 60 образованием зазора для прохода жидкости, . Указанное конструктивное оформле* ние контактных труб увеличивает количество и эффективность контактов взаимодействующих фаз и проявляется в увеличении производительности аппарата.
Блоки усеченных конусов устанавливаются в контактных трубах с шагом 1-2 D по высоте( — диаметр контактной трубы). Если принять среднюю высоту контактных труб Ъ =
15м (в виде 3-5 секций), то в трубах диаметром 300 мм может быть установлено 50 блоков усеченных конусов. Они обеспечат 50 контактов газа и жидкости, вследствие чего достигается цель изобретения по увеличению количества контактов взаимодействующих фаз.
Каждый блок, состоящий из двух парных конусов и одного дополнитель ного конуса, обеспечивает два местных контура циркуляции жидкости.
Эа счет этого обеспечивается накопление жидкости в блоках и более высокая плотность орошения контактных труб. В результате достигается увеличение эффективности контактов взаимодействующих фаз. Это также проявляется в увеличении производительности аппарата.
На фиг. 1 представлена верхняя часть аппарата, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — верхний участок контактной трубы.
Аппарат содержит корпус 1, снабженный патрубком 2 для ввода жидкой фазы и патрубком 3 для вывода отработанного газа (патрубки ввода газа и вывода отработанной жидкой фазы, размещенные в нижней части . корпуса, не показаны).
В полости корпуса 1 установлена трубная решетка 4, в отверстиях которой укреплены контактные трубы
5. Их верхние концы выступают над трубной решеткой 4 и снабжены (фиг. 2) отверстиями б для ввода в трубу жидкой фазы. В полости трубы по высоте размещены блэки усеченных конусов, выполненных в виде конфузоров 7 и 8 и диффузора...3. Хонфузор
8 и диффузор 9 скреплены с трубой
5, а конфуэор 7 установлен на рассто яник от конфузора 8 и скреплен с ним (крепление не показано).
Аппарат работает следующим образом.
Жидкость вводится в аппарат свер. ху через патрубок 2. Она растекается по трубной решетке 4 и через отверстия 6 поступает в трубы 5. Стекая вниз жидкость заполняет карманы, образованные конфузорами 8 и трубами 5. Как только жидкость появится в кубе, в скруббер подается газ. Он проходит. полости труб, эффективно контактирует под каждым блоком усеченных конических обечаек с жидкой фазой, вследствие чего достигается заданная степень пере1101282 работки газа или жидкости. Отработанный газ выводится иэ скруббера через патрубок 3.
Рассмотрим более подробно взаимодействие потока газа и жидкости на примере верхнего блока усеченных конических обечаек (фи1. 2). Поток газа обозначен длинными, а поток .жидкости — короткими стрелками.
На подходе к блоку обечаек газ движется по всему сечению трубы
5. Но при приближении к диффузору
9 поток газа сужается, его скорость увеличивается ° Вследствие этого гаэ захватывает значительную часть стекающей с диффузора 9 жидкости.
При входе в пространство между диффузором 9 и конфузором 8 поток газа снова расширяется и его скорость уменьшается. Часть захваченной жидкости отбрасывается газом на диффуэор 9 и она тут же стекает с него вниз. Образуется местная циркуляция жидкости.
При прохождении конфузоров 8 и 7 поток газа снова сужается и его скорость возрастает. Вследствие этого газ захватывает часть жидкости, вытекающей из зазора между конфузорами 8 и 7. Но на выходе из конфузоров газовый поток снова расширяется, его скорость падает..
Вследствие этого часть захваченной жидкости отбрасывается к стенке трубы 5. Эта жидкость соединяется с жидкостью, поступающей из отверстий 6, и, перетекая по зазору между конфузорами 8 и 7, взаимодействует с потоком газа. Таким образом появляется второй циркуляционный контур жидкости
Вследствие циркуляции части жидкости в областях блоков усеченных конических обечаек происходит накопление жидкости.В результате в области блоков возрастает плотность орошения и увеличивается эффективность контактов жидкости с газом.
Эффективное контактирование пото. ков газа и жидкости осуществляется и под диффузором 9., т.е. между блоками. Стекающая в виде пленки с диффуэора 9 жидкость распадается на капли, которые сталкиваются под диффуэором. В результате столкновения и под действием потока газа капли дробятся и образуют новую раз. витую поверхность. Наряду с эффек30 тивным взаимодействием при этом облегчается захват части жидкости газом для образования циркуляции ее в области блоков.
Таким образом, в контактных трубах обеспечивается многократное и эффективное контактирование взаимодействующих потоков, что увеПичивает производительность аппарата.
Так как в трубах газовый поток многократно сужается и расширяется без изменения направления движе,.ния, то многократное и эффективное контактирование потоков достигается за счет относительно небольшого гидравлического сопротивления аппарата.
Вследствие этого снижаются энергетические затраты на работу аппарата.
Предлагаемое устройство отлнчатся простотой конструкции. Вследтвие этого снижены расходы на его
Изготовление, обслуживание н ремонт, что наряду с увеличением производительности, также снижает себестоимость обработки газа нли жидкости.
Каждая секция труб может крепить35 ся не только в отверстиях одной трубной решетки, но и в двух трубных решетках. В этом случае межтрубное пространство может быть использовано для охлаждения потоков, движу4п щихая в трубах.
Аппарат может быть изготовлен для работы как под атмосферным, так и под повышенным давлением. Корпус аппарата и контактные трубы могут
45 иметь различную форму в сечении круглую, прямоугольную и т.д.
1101-282 Составитель Г.урусова с
Редактор Н.Лазаренко Тех едй. K зыка Корректор Ю.Макаренко
И У
Заказ 4694/6 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. Ужгород, ул. Проектная,4