Аппарат с насадкой

Аппарат с насадкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АППАРАТ С НАСАДКОЙ для процессов массообмена в системе газ-жидкость и пьтеулавливаиия, включающий вертикальньй корпус с входным и выходным штуцерами для газа и жидкости, насадочные тела на струнах и дистанционную опорную решетку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет саморегулирования системы и увеличения поверхности контакта фаз, струны и дистанционная решетка выполнены из элементов цепи, а корпус снабжен по периферии вертикальной направлякщей скобой, к которой подвижно прикреплена дис танционная решетка.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУУ6ЛИН

4(51) В 01 D 53/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВЬ/ (21) 3508384/23-26 (22) 03. 11.82 (46) 30.04.85. Бюл. Р 16 (72) М.В.Чаусов, В.А.Федоров, В.П.Миронов н Л.Н.Кларк (71) Ивановский ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт (53) 66.074:513.05(088.8) (56) 1. Патент США В 3749380, В 14, 1973., 2. Авторское свидетельство СССР

В 725688, кл. В 01 D 53/20, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

В 682255, кл. В 01 0 53/20, 1979.

4. Авторское свидетельство СССР к 850183, кл. В 01 D 53/20, 1981.

5. Авторское свидетельство СССР

Ф 791401, кл. В 01 D 3/32, 1980 (прототип).

„„SU„„1152630 А (54) (57) АППАРАТ С НАСАДКОЙ для процессов массообмена в системе газ-жидкость и пылеулавливания, включащий вертикальный корпус с входным и выходным штуцерами для газа и жидкости, насадочные тела на струнах и дистанционную опорную решетку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет саморегулирования системы и увеличения новерхности контакта фаз, струны и дистанционная решетка выполнены из злементов цепи, а корпус снабжен по периферии вертикальной направляющей скобой, к которой подвижно прикреплена дистанционная решетка. ф 1i5

Изобретение относится к усовер- ° y шенствованию подвижных насадок для процессов массообмена, проводимых в аппаратах, принцип действия которых основан на использовании трехфазной динамической системы (газ - жидкость — подвижная насадка).

Аппараты " "трехфаэной системой широко применяются в химической, нефтехимической, легкой промышленностях,16 энергетике и некоторых других отраслях народного хозяйства.

Известны аппараты с ограниченным перемещением подвижных насадок в

:Y. "евдоожиженном слое гаэожидкостной сис -ew позволяющие интенсифициро-, вать процессы массообмена, но вместе с тем не лишены отдельных недостатков.

Так, например, в ft) насадка, за=ашченйая между опорно-распределительной и ограничительной решетками и нанизанная на короткие стержни, не позволяет в полной мере использовать. динамические свойства барботаж» ного слоя. Насадка, воспринимая кинетическую энергию от подводимого извне потока rasa, не может достаочно активно воздействовать на га! аожидкостный поток as-за сильного ограничения подвижности насадочных

, ел е

Несколько больше используются ди ,намические свойства в аппарате С23 .с насадкой, которая заключена в неподвижные шары-сетки. 3S

Однако эффективность этих аппаратов также невелика, поскольку заключенная в шарах-сетках насадка sosдействует лишь на малые объемы барботажного слоя. В аппарате (33, 40 в котором шаровая насадка нанизана слоями на вертикальные струны, эти недостатки исключены, однако эффективность этого аппарата также невысока, так как характер движения паров, расположенных в верхних слоях насадки, сильно зависит от воздействия вертикальных струй газа (жидкости). В конструкции аппарата $43, где каждый элемент насадки снабжен 3© гибкой нитью, соединяющей,его с решеткой, этот отрицательный эффект ликвидирован, однако это конструктивное решение подвижной насадкой допускает ряд нежелательных явлений: сбивания элементов насадки в агломераты as-за спутывания длинных связей друг с другом и. не2630 2 способ нос ти насадки разбивать круп-. ные газовые пузыри.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат с насадкой для процессов массообмена, включающий насадочные тела, нанизанные на гибкие струны, закрепленные хонсольно с двух сторон опорной решетки. Аппарат содержит вертикальный корпус с входным и выходным штуцерами для газа и жидкости, насадочные тела, нанизанные на гибкие струны, опорную и дистанционные решетки f5 3.

Однако известная насадка обеспечивает хорошее перемешивание газожидкостного потока только в горизонтальной плоскости и лишь очень незначительно - в вертикальной, т.е. не полно используется рабочий объем аппарата .

Кроме того струны, на которых нанизаны насадочные тела, сами не являются перемешивающими элементами насадки, что обуславливает недостаточную диспергацяю и турбулизацию гаэожидкостного потока, т.е. снимает эффективность конвективного массообмена.

Известная насадка не обеспечивает стабильной турбулизации в аппарате при изменении (повышении или понижении) скорости ожижающего агента (газа) и плотности орошения жидкости, Это приводит к тому, что в случае возникновения указанных изменений происходит либо проскок больших газовых пузырей и образование крупных турбулентных струй, либо приводит к снижению процента использования насадки соответственно.

Это отрицательно сказывается на кинетике процесса массообмена в трехфазной динамической системе, а также нв позволяет полностью лс ольэовать рабочий объем аппарата.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет саморегулирования системы и увеличения поверхности контакта фаз.

Укаэанная цель достигается тем, что в аппарате, включающем вертикальный корпус со штуцерами, насадочные тела н& струнах ° опорную и дистан ционные решетки, струны и дистанционная решетка выполнены из элементов цепи, корпус снабжен по периферии вертикальной направляющей скобой, к которой подвижно закреплена дистанционная решетка.

3 1152

На фиг,1 представлен аппарат с насадкой, сечение на фиг.2 — узел Т, на фиг.1; на фиг.3 — аппарат с насадкой, вид сверху.

Аппарат включает корпус 1 опорную решетку 2, участки цепи 3, играющие роль гибких связей и одновременно являющиеся элементами насадки, насадочные тела (шары) 4, вертикальную направляющую скобу 5, дистанционную 10 решетку 6 из элементов цепи.

Аппарат с насадкой работает следующим образом.

В режиме псевдоожижения в непосредственной близости от опорной ре- 15 щетки 2 происходит сильная турбулизация гаэожидкостного потока, кото рая характеризуется большим числом лоМальных струй и течений с широким ,спектром частот, образованием круп- б иих газовых каверн, циркуляционных контуров и другими нежалательньми явлениями, т.е. неоднороден и не имеет осевой симметрии. Интенсивные струи газа и жидкости обтекают ниж- 2З ний слой насадки, тогда в силу неравномерности скоростей локальных струй возникают интенсивные колебания шаровой насадки 4, передающиеся гибкии связям (участкам цепи 3) и вышележащим слоям насадочных тел 4.

Так как гирлянды насадочных тел 4, соединенных гибкими связями насадочных элементов, связаны между со« бой горизонтальной сеткой дистанциS

35 ониой решеткой 6 из элементов цепи, то вся подвижная насадка приходит и Интенсивное колебательное движение и в свою очередь воздействует на турбулентный газожидкостный поток в аппарате. 3а счет интенсивных колебаний участков 3 и насадочных тел 4 происходит относительное выравнивание скоростей локальных струй турбулентного потока, так как элементы насадки связаны друг с другом. Кроме того, благодаря различной форме элементов насадки, последние колеблются с различной частотой и амплитудой, а это обуславливает хорошую диспергацию и неремешнвание потока, способствует увеличению поверхности контакта фаз и частоте ее обновления. Пленка жидкости, образующаяся на поверхности насадочSS ных тел 4, отрывается нод действием кинетическойг энергии турбулентного потока и дйспергируется на капли, 630 отдельные из которых затем снова коагулируются, и так далее. Гибкие связи из участков цепи 3, колеблясь, разрывают поток, дробят локальные турбулентные струи, перемешивая среду

Хорошему перемешиванию гаэожидкостного потока и более полному использованию рабочего объема аппарата способствует также то, что гори— зонтальная сетка 6 нэ элементов цепи подвижно закреплена на направляю-щих скобах 5 и имеет возможность вертикального перемещения. Так как гирлянды насадочных тел 4 связаны с горизонтальной сеткой, то при воздействии турбулентного потока на последние возможность вертикального геремещения получает вся насадка, что еще более повышает интенсивность перемешивания фаз.

Последнее обстоятельство предполагает также саморегулирование насадки, заключающееся в следующем. При снижении интенсивности поступающего

=. аппарат турбулентного потока насадка благодаря подвижному закреплению горизонтальной сетки опускается, "òàíîâèòñÿ плотнее, т.е. уменьшается живое сечение аппарата, а интенсивность потока возрастает.

При повью енин интенсивности газожидкостного потока насадка, поднимаясь, увеличивает живое сечение. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает стабилизацюо турбулентности потока лри внезапном или предусмотренном ходом технологического процесса изменении его начальной интенсивности и исключает режим захлебывания аппарата.

Таким образом, предлагаемый аппарат с насадкой позволяет значительно интенсифицировать работу массообменных аппаратов с трехфазной динамической системой (ras — жидкость— подвижная насадка) и добиться высокой эффективности их использования, а также позволяет избежать эффектов, отрицательно сказывающихся на процессе массопереноса, имеющих место в известном аппарате с насадкой,.за счет интенсификации процессов массопереноса, высокой степени турбулизации и дислергации потока и увеличения поверхности контакта фаэ в объеме аппарата.

ВНИИПИ Заказ 2369/5

Тирам 659 Подписное

Филиал ППП "Патент"

r.Ужгород, ул.Проектная, 4