Тепломассообменный аппарат

Тепломассообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конструкции тепломассообменного аппарата, позволяет интенсифицировать массообменные процессы за счет увеличения времени контакта фаз и может использоваться при проведении процессов абсорбции, десорбции, сушки распьшиванием, охлаждения и других. Аппарат содержит цилиндрический корпус, устройства для ввода и вывода фаз и размещенный коаксиально корпусу сепарационный цилиндрический элемент, снабженный отверстиями с кольцевой отбортовкой в сторону корпуса. Участки сепарационного элемента в области ввода жидкости снабжены соплами. Оси сопел сориентированы по отношению к продольной оси аппарата радиально или под углом, противоположным вектору полной скорости закрученного газового потока. 5 ил. ч W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) сЮ 4 В Ol D 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г(О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4045453/31-26 (22) 31,03.86 (46) 07.12.87. Бюл, У 45 (71) Казанский химико-технологический институт им.С-.М.Êèðoâà (72) В.К.Володин, И.И.Поникаров, В,A.Булкин и B.M.Макарычев (53) 66.015.23 (088.8) (56) Известия вузов, Химия и химическая технология, 1974, У 1, с.151.

Авторское свидетельство СССР

9 929184, кл. В 01 D 53/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 601017, кл, В 01 D 3/32, 1978. (54) ТЕП11ОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к конструкции тепломассообменного аппарата, позволяет интенсифицировать массообменные процессы за счет увеличения времени контакта фаз и может использоваться при проведении процессов абсорбции, десорбции, сушки распыливанием, охлаждения и других. Аппарат содержит цилиндрический корпус, устройства для ввода и вывода фаэ и размещенный коаксиально корпусу сепарационный цилиндрический элемент, снабженный отверстиями с кольцевой отбортовкой в сторону корпуса. Участки сепарационного элемента в области ввода жидкости снабжены соплами, Оси сопел сориентированы по отношению к продольной оси аппарата радиально или под углом, противоположным вектору полной скорости закрученного газового потока. 5 ил, 1357032

15

25

Изобретение относится к массообменной технике и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности для осуществления процессов абсорбции, десорбции, сушки распыпиванием и охлаждения.

Целью изобретения является интенсификация массообменного процесса за счет увеличения времени контакта фаз.

На фиг. 1 предстанлено устройст-. во,общий вид;на фиг.2 — разрез А-А.на фиг. 1;на фиг. 3- элемент конструкции секциониронанного аппарата с утолщенными торцами;на фиг. 4 — то же,с кольцевым вводным устройством, снабженным радиальными соплами;на фиг.5 — то же, с радиальными соплами

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, сепарационный элемент 2, боконая поверхность которого снабжена отверстиями с кольцевой отбортовкой 3 в сторону корпуса. Поверхность ,сепарационного элемента 2 может быть выполнена с утолщениями 4 и снабжена соплами 5. Оси последних сориентированы радиально. Корпус 1 снабжен тангенциальным патрубком 6 ввода газа и патрубком 7 вывода газа 7, Устройство ввода жидкости состоит из подводящей арматуры 8, Нижняя часть корпуса 1 снабжена выводным патрубком 9 отсепарированной жидкости.

Участки сепарационного элемента 2 в.области ввода жидкости снабжены соплами 5 и могут быть выполнены цельными или разрезанными на отдельные секции.

Примерами снабжения сепарационного элемента 2 соплами 5 могут служить выполнение сопел в теле сепарационного элемента и выполнение сопел в кольце 10 укрепленном между торцами секций сепарационного элемента 2,Возможно расположение рядов сопловых отверстий по диаметру или по образующей цилиндрического сепарационного элемента, или по винтовой линии при условии стационарного режима истечения жидкости.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Газ через тангенциальный патрубок

6 ввода газа поступает н контактную зону аппарата, Получив вращательный импульс н тангенциальном патрубке ввода, газ движется по винтовой траектории вдоль продольной оси аппарата. Жидкость подводится к соплам 5 по поднодящей арматуре 8, истекает в радиальном направлении и движется по направлению к ядру газового потока — к центру аппарата, Жидкость, поступиншая в контактную зону, совершает в последней петлеобразное движение, На первой стадии этого движения жидкость в виде струй и капель движется с периферии к центру аппарата, одновременно смещаясь по ходу движения газовой фазы до тех пор, пока энергии потоков жидкости и газа станут равными. Скорость истечения жидкости из сопел 5 подбирается такой, чтобы капли на первои стадии своего движения не достигали центральной части аппарата. Это гарантирует отсутствие уноса капель через центральную часть аппарата, где центробежные силы гаэового потока малы, Под действием центробежных сил газовога потока кинетическая энергия жидкости уменьшается настолько, что капли прекращают движение к ядру потока и начинают двигаться в направлении сепарационного элемента, Такое торможение капель вызывает их дополнительное дробление и обновление поверхности контакта, что приводит к интенсификации массообмена, На второй стадии движения жидкости (от центра аппарата к сепарационным элементам) вновь образованные капли отбрасываются на внутреннюю стенку сепарационного элемента 2,проходят через их отверстия и под действием гравитационных сил стекают в нижнюю часть корпуса 1 и отводятся к патрубкам 9 из аппарата. Отработанный газ отводится из аппарата через выводной патрубок 7.

Таким образом, наличие второй стадии движения капель увеличивает интенсивность массообмена за счет дополнительного обновления поверхности контакта и увеличения времени взаимодействия фаэ.

При выполнении сепарационного элемента секционированным с утолщенными торцами становится возможным облегчить монтаж и улучшить эксплуатационные качества аппарата, так как снижается время на проведение технического обслуживания, плановых

l357032 и внеплановых ремонтов вследствие того, что очистка от наслоений пазов (сопел), выполненных в торцах, проще, эффективнее и занимает в несколько раз меньше времени, чем очистка отверстий, и позволяет применять механические способы очистки, например электромеханический способ очистки пазов металлической круговой щеткой, при котором время, затраченное на техническое обслуживание аппарата, практически равно времени, затрачиваемому на разборку и сборку аппарата. Примером утолщенных торцов сепарационных элементов может служить отбортовка края, выполнение утолщения литьем или механической обработкой при изготовлении цилиндра.

Наибольший эффект достигается, когда в предлагаемом устройстве предусмотрена ориентация сопел под углом к предельной оси аппарата. В этом случае направление истечения жидкости из сопел 5 обеспечивает организацию противотока фаз на первой стадии контактирования, при котором касательные напряжения на границе раздела фаз значительно больше, чем при прямоточном взаимодействии, а следовательно, осуществляется более интенсивный массообмен уже на первой стадии движения жидкости. При этом относительная скорость контакта фаз принимает максимальное значение, что, в свою очередь, интенсифицирует массообмен.

Желательно, чтобы ориентирование сопел позволяло направить жидкостной поток противоположно вектору скорости закрученного газового потока, следовательно, увеличить касательное напряжение при контактировании фаз, 5 при этом направление движения жидкости противоположно среднему углу подъема закрученного газового потока, что обеспечивает повышение эффективности массообмена.

Предлагаемый аппарат по сравнению с известным позволяет повысить эффективность массообмена, уменьшить металлоемкость и габариты аппарата, облегчить монтаж и сократить время на проведение плановых и внеплановых ремонтов, что улучшает эксплуатационные качества аппарата, Повышение степени извлечения до 96,57. позволяет решать задачи утилизации ценных

20 материалов и способствует защите окружающей среды от промышленных выбросов.

Формула и з о б р е т е н и я

Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, устройство ввода жидкости, устройства для ввода и вьiвода фаз, сепарационный элемент с боковой поверхностью, выполненной с отверстиями с кольцевой отбортовкой в сторону корпуса, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью интенсификации массообменного процесса за счет увеличения времени контакта фаз, участки сепарационного элемента в области ввода жидкости снабжены соплами, радиально ориентированными

40 к оси аппарата.

1357032

)357032

Составитель С. Баранова

Техред M.Äèäûê

Корректор Л,Пилипенко

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Редактор А,Шандор

Заказ 5917/3

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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