Аппарат для пылеулавливания и массообмена

Аппарат для пылеулавливания и массообмена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: проведение процессов пылеулавливания и массообмена в химической , нефтехимической и ряде других отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: в аппарате, содержащем корпус в форме перевернутого усеченного конуса, коничес кую тарелку с псевдоожиженной насадкой , и расположенный над ней элемент для циркуляции насадки; элемент выполнен в виде пружины цилиндрической или конической формы, опорная тарелка выполнена из центрально расположенной конической или спиральной пружины и соединенного с ней обратного конуса, причем ниже опорной тарелки установлена дополнительная тарелка однотипная с опорной. Дополнительная тарелка устанавливается для того, чтобы по мере забивания основной тарелки отложениями ее можно было бы очистить. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 0 47/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) i l e

Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4875122/26 (2.2) 18,10.90 (46) 15.08.93. Бюл.¹ 30 (71) Научно-производственное объединение

"Кристалл" Уральскога научно-исследовательского химического института (72) Н.А,Ветлугина, В.А,Дегтярь, P.ß.Êàïлун, В.П.Ивонин, Т.В.Родде и С.Ю.Кириллов (73) Арендное предприятие "Комбинат Уралэлектромедь" (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 135468, кл. F 28 D 19/02, публ. 1960 .

2. Авторское свидетельство СССР

N- 1247068, кл, В 01 D 53/20, публ. 1984. (54) АППАРАТ ДЛЯ ПЫЛ ЕУЛАВЛИ ВАН И Я И

МАССООБМЕНА (57) Использование: проведение процессов пылеулавливания и массообмена в химичеИзобретение относится к области аппаратов для проведения процессов пылеулавливания и массообмена и может быть использовано в химической, нефтехимической и ряде других отраслей народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет устранения зарастания тарелок примесями и уменьшения неравномерности распределения потоков.

На фиг.1 показан общий вид аппарата; на фиг.2 — пружина с фиксатором; на фиг.3 — пружина с фиксатором и возвратной пружиной; на фиг.4 — пример реализации изобретения. Ы 1834693 А3 ской, нефтехимической и ряде других отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: в аппарате, содержащем корпус в форме перевернутого усеченного конуса, коническую тарелку с псевдоожиженной насадкой. и расположенный над ней элемент для циркуляции насадки, элемент выполнен в виде пружины цилиндрической или конической формы, опорная тарелка выполнена из центрально расположенной конической или спиральной пружины и соединенного с ней обратного конуса, причем ниже опорной тарелки установлена дополнительная тарелка однотипная с опорной. Дополнительная тарелка устанавливается для того, чтобы по мере забивания основной тарелки отложениями ее можно было бы очистить. 3 з.п.ф-л ы, 4 ил.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками для ввода и вывода газа 2, 3 и жидкости 6д

4. 5 соответственно, распределитель жидко- фь сти 6 и опорные тарелки 7 в виде обратного ©с конуса 8 с распределительным злементом— центрально расположенной конической или ) спиральной пружины 9. На опорной тарелке

7 расположена насадка 10 и на расстоянии от опорной тарелки 7 размещен элемент для циркуляции насадки в виде растянутой ко- (л) нической (спиральной) или цилиндрической пружины 11. Ниже опорной тарелки 7 на расстоянии не меньше длины растянутой пружины 9 расположена дополнительная тарелка 12 аналогичная опорной тарелке 7.

Наибольший виток 13 пружины 9 опорной и дополнительной тарелок жестко соединен с

1834693

45

55

3 нижним торцом соответствующего обратного конуса 8. Наименьшие витки 14 пружины

9 тарелок 7 и 12 жестко.связаны между со° бой устройством регулирования растяже- ния в виде тяги 15. Последняя при помощи исполнительного механизма 16 может пе- . ремещаться в вертикальном направлении вместе с пружинами 9 опорной и дополнительной тарелок. Аппарат состоит иэ нескольких ступеней контакта — опорных тарелок и дополнительной тарелки. Для предотвращения выноса насадки из аппа рата предусмотрена ограничительная тарелка 17.

Ход тяги 15 с помощью исполнительного механизма 16 может быть отрегулирован . различным образом.

На фиг.1 предоставлен вариант, в котором при движении. тяги 15, например, вверх, пружины дополнительной тарелки 12 растягиваются, а опорной 7 — остаются в нерастянутом состоянии.

Возможен вариант работы тяги 15 и исполнительного механизма 16; при котором пружина дополнительной тарелки 12 сжата, а опорной тарелки растянута почти полностью. Возможна работа обеих тарелок в полурастянутом положении с,целью изменения . свободного. сечения.

На фиг.2 и 3 представлены варианты работы тарелок. . Ф иг.2 — под действием исполнительного механизма 16 пружина 8 опорной тарелки

7 совершает резкие свободные колебательные движения (встряхивание), При этом положении тарелки определяется фиксатором

18. Фиг.3 — .встряхивание. тарелки происходит с использованием возвратной пружины . 19 и исполнительного механизма 16. Испол. нительный механизм (ручной или механиче, ской) может быть выполнен с различным приводом (пружинным, вибропроводом, электрическим и т.д.).

В качестве примера реализации изобретения опишем работу аппарата с псевдоожиженной насадкой в форме перевернутого усеченного конуса на газовую нагрузку 50000 м /ч, Аппарат 1 состоит из трех опорных тарелок 7 с элементами для циркуляции насадки в .виде растянутой пружины 11; дополнительной l2 и.ограничительной 17 тарелок. Опорные и дополнительные тарелки выполнены в виде центрально расположенной конической или спиральной пружины

9. Ограничительная тарелка 17 установлена для предотвращения выноса насадки из ап-. парата. Тарелка 17 конструктивно может быть выполнена различно, но с наибольшим свободным сечением, При обработке загрязненнык газов основная нагрузка падает на нижнюю (или первую по ходу газа) тарелку, поэтому дополнительная тарелка уста° новлена в нижней части аппарата.

Загрязненный газ,поступает в аппарат снизу и выходит в верхней части соответственно через штуцера 2 и 3. Жидкость .поступает в аппарат противотоком газу соответственно через штуцера 4 и 5. При на10 грузке на аппарат 50000 м./ч диаметр аппарата на уровне входа в дополнительную тарелку составит 1,33 м (скорость 10 м/с), на уровне ограничительной тарелки 17 диаметр аппарата составит 3,0 м (скоро- ° сть газа на выходе -2,0 м/с). Насадка, расположенная на опорных тарелках, под действием газа и жидкости приходит в псев. доожиженное состояние.

Основная очистка газа происходит на нижней опорной и дополнительной тарелках.. Последующие две опорные тарелки с насадкой очищает гаэ до санитарной нормы.

Для чистки тарелок от загрязнений достаточно растянуть или сжать пружины, из которых

25. выполнены тарелки, При необходимости степенью растяжения пружин можно регулировать свободное сечение тарелок.

В изобретении предполагается изготовление распределительного элемента тарел30 ки из пружины таким образом, что в сжатом состоянии пружины 9 зазоры 20 между витками обеспечивают работу ее как обычной провальной тарелки. При накоплении отложений на ней, когда. значительно уменьша35 ется свободное сечение (часть зазоров перекрыта отложениями), нарушается устойчивая работа ее, т.е. наблюдается захлебывание аппарата, При заданном режиме потоки фаз уже не проходят через умень- .

40 шенное сечение тарелки. В этих условиях эту тарелку можно "исключить" иэ работы, т.е. растянуть пружину 9. Дополнительная

12 и нижняя опорная тарелки связаны тягой

15 с исполнительным механизмом 16. Например, забилась дополнительная 12 тарелка. Растягиванием дополнительную тарелку движением тяги 15 вверх на расстояние длины растянутой пружины. При этом пружина дополнительной 12 тарелки полностью растянута, т.е, "исключена" из работы, а пружина первой опорной тарелки 7 сжата, т.е. в рабочем сос оянии.

При необходимости чистки нижней опорной тарелки 7 растягиваем ее движением тяги 15 вниз на расстояние длины растянутой пружины. При пружина опорной тарелки полностью растянута, т.е. "исключена" из работы, а пружина дополнительной тарелки сжата, т.е, в рабочем состоянии.

Пружина в момент растяжений может со1834693 вершать резкие свободные колебательные движения (встряхивание), при этом пружина может ударяться в фиксатор 18. прикрепленный к тарелке. Встряхивание может происходить с использованием возвратной пружины 19. Таким образом, пружина очищается от отложений.

В изобретении имеется воэможность регулирования свободного сечения, т,е. возможность изменять свободное сечение при работе обеих тарелок в полурастянутом положении. Это рассмотрен вариант, когда нет необходимости полностью растягивать одну из пружин, а достаточно просто несколько увеличить свободное сечение. Осуществить это можно движением тяги вверх или вниз (в зависимости от того, какую пружину растягиваем) на расстояние менее длины растянутой пружины. Элемент для циркуляции насадки в виде пружины 11 расположен по оси аппарата над центральной частью (распределительной) каждой конической опорной тарелки. Над дополнительной тарелкой элемент не устанавливается. Функция элемента для циркуляции — направлять насадочные тела снизу вверх (от тарелки через пространство. ограниченное пружиной) и вниз (в пространство между пружиной и корпусом аппарата) вновь к опорной тарелке, способствовать созданию организованного псевдоожиженного слоя. Насадочные элементы, находящиеся над распределительной частью опорных тарелок, газовым потоком поднимаются над та- релкой и приводятся в псевдоожиженное состояние. Зона кипения в основном создается над.тарелкой и внутри направляющего элемента. При этом осуществляется интенсивный тепломассобмен газа с жидкостью в виде брызг, пленок, капель. На выходе из верхней части пружины 11 насадочные элементы перебрасываются в пространство между пружиной и корпусом аппарата, падают вниз и вновь попадают на распределительный элемент опорных тарелок; В зоне между пружиной и корпусом аппарата осуществляется дополнительное взаимодействие газа с брызгами, пленками, каплями, поступающими через зазоры пружин. Таким образом. с помощью направляющих элементов из пружин 11 осуществляется интенсивная циркуляция насадочных тел. При этом предотвращается каналообрэзование и проскок газа без контакта с жидкостью, уменьшается неравномерность распределения потоков газа и жидкости по сечению аппарата. Элемент для циркуляции насадки выполнен в виде растянутой пружины 11 с целью свободного прохода газа и жидкостных пленок через зазоры. циркуляцию на5

1О садки зазоры в пружине не ухудшаюг, Кроме, того, изготовление направляющих элементов из пружин уменьшает расход металла нэ их изготовление. облегчает вес аппарата.

Расположенные над опорными тарелками элементы для циркуляции насадки 11 способствуют хорошему перемешиванию насадки, уменьшают каналообразовэние и проскок газа беэ контакта с жидкостью. В аппаратах цилиндрической формы насадочные тела (шары, кольца) склонны располагаться друг над другом вдоль стенки аппарата (или прилипать к ним), образуя кэк бы "коридор". Коническая форма аппарата

15 для цйркуляции лишает насадку любой фор-мы устойчивости. Насадка 10 сползает по стенкам аппарата вниз, газовым потоком увлекается в элементдля циркуляции насадки, откуда отбрасывается к стенкам аппарата, 20 т.е. все время находится в движении, способствуя постоянному контакту газа и жидкости.

Таким образом, наличие в аппарате конструктивных элементов в виде опорных тарелок. выполненных из пружин и соеди25 .ненных с ними обратных конусов с элементами для циркуляции насадки в виде пружин и дополнительной тарелки аналогичной основным позволяет повысить эффективность и надежность работы аппарата при обработ30 ке загрязненных сред, беэ увеличения ступеней контакта, т;е. количества тарелок. К тому же коническая форма аппарата и тарелок позволяет уменьшать диаметр аппарата (скорость газа на входе в конический аппарат .

35 10 м/с против 3-4 м/с для аппарата цилиндрической формы), т.е. уменьшить его вес и, следовательно, стоимость и металлоемкость.

Формула изобретения

1. Аппарат для пылеулавливания и.мэс40 сообмека, содержащий конический корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, опорные тарелки, выполненные в виде обратного конуса с размещенным в его меньшем основании центрально распреде45 лительным элементом и насадкой, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет устранения зарастания тарелок примесями и уменьшения неравномерности распределения

50 потоков. он снабжен элементами для циркуляции, насадки, расположенными над опорными тарелками и выполненными в виде пружин цилиндрической или конической формы с зазорами между витками, и допол55 нительной тарелкой, однотипной опорным, при этом распределительные элементы выполнены в виде конических или спиральных пружин с зазорами между витками, закрепленных большим витком в тарелке и связанных меньшими витками между собой через

1834693 устройство регулирования растяжения, а дополнительная тарелка установлена ниже первой по ходу газа опорной тарелки на расстоянии длины растянутой пружины.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что пружины дополнительной и первой по ходу газа опорной тарелок имеют полурастянутое положение.

3. Аппаратпопп1 и2 отличающийс я тем, что зазор между витками пружин меньше размера насадки.

5 4. Аппарат по пп.1-3, отл ича ю щийс я тем, что все пружины опорных тарелок снабжены фиксатором или фиксатором с возвратной пружиной.

1834693 рку Йосла ф р Составитель H Âåòëóãèíà

Техред М.Моргентал Корректор: С.Лисина

Редактор

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2694 Тираж Подписное ,ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва; Ж-35, Рзушская наб.. 4/5