Массообменный аппарат с циркулирующей насадкой

Массообменный аппарат с циркулирующей насадкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ЦИР- КУЛИРУИЦЕЙ НАСДЦКОЙ,содержащий ворпус, поддерживающую и ограничительную решетки, коаксиально установленную корпусу циркуляционную т'рубу, трубный пучок с трубными решетками и патрубки для.ввода и вывода контактирующих фаз, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата и рас- 'ширения диапазона его применения, трубньй пучок размещен внутри циркуляционной трубы и снабжен дополнительной трубной решёткойу'ниже которой он вьшолнен с отверстиями для ввода жидкой фазы.О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ш4ВВЮ

РЕСПУБЛИК

123 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р д 1 %) 6 О,- g5

1ОСУДАРСТЗЕНН 1Й НОМИТЕТ OCCP

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2113602/23-26 (22) 14.03.75 (46) 30.12.84.Бюл.9 48 (72) А.Я.Василенко и Н.И.Свитка (71) Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) 1.Патент Англии В 1.020.483, кл. В i К, 1962.

2. Патент США 11 2905596, кл. 203-72-,--1959.

3. Авторское свидетельство СССР

9 415028, кл. В 01 D 53/20, 1974. (54) (5.7) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ЦИР.

КУЛИРУКЩЕЙ НАСАДКОЙ, содержащий Юор" пус, ноддеркиваощую и ограничительную решетки, коаксиально установлеиную корпусу циркуляционную трубу, трубный пучок с трубными решетками и патрубки для.ввода и вывода контактирующих фаз, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата и рас ширения диапазона его применения,, трубный пучок размещен внутри циркуляционной трубы и снабжен дополнительной трубной решеткой, нике которой он выполнен с отверстиями для ввода пидкой фазы.

I23 2 ется причиной неработоспособности известного устройства при средних и больших размерах.

В, этих условиях конструкция известного аппарата оказывается сс вершенно неработоспособной, так как в таком большом диаметре, без специальных распределительных устройств, каждая из фаз пойдет своим путем без соответствующего контактирования.

Известен аппарат с циркулирующей насадкой, содержащий корпус, поддерживающую и ограничительную уешетки, коаксиально установленную корпусу циркуляционную трубу, трубный пучок с трубными решетками и патрубки для ввода и вывода . @as (3 3.

Таким1 образом, существенными

Недбстатками йзвестного аппарата являются низкая эффективность и ограниченный диапазон применения, Цель изобретения — повышение эффективности работы аппарата и расширение диапазона его применения.

Сущность изобретения заключается в том, что,трубный пучок размещен внутри циркуляционной трубы и снабжен дополнительной трубной решеткой, ниже которой он выполнен с отверстиями для ввода жидкой фазы.

В конструкции предлагаемого массообмейного аппарата задача равномерного распределения потока по сече- нию аппарата решается принудительным дроблением общего потока на элементарные потоки с помощью установки а в циркуляционной трубе большого числа труб относительно малого диаметра. а.:... -.

1 668

Изобретение относится к конструкциям массообменных аппаратов с подвижной йасадкой, предназначенных для абсорбции газов, очистки газов от вредных газообразных примесей и пыли, применяемых в различных отраслях промышленности: химической, металлургйческой, строительной и т.д., Известен абсорбер с псевдоожиженным слоем подвижной насадки, со- 1О

1 держащий корпус с размещенными в нем йоддерживающей и ограничительной решетками и патрубками для подвода и отвода газа и жидкости (1 J..

Недостатком этого абсорбера явля- 15 ется малый интервал устойчивой работы, ограниченный скоростями начала псевдоожижения и уноса насадки

" и, как следствие этогб, относительно невысокая производительность аб- 20 сорбера.

Известен массообменный аппарат с циркулирующей насадкой, содержащий корпус, поддерживающую и ограни. чительную решетки, циркуляционную 25 трубу, установленную соосйо с патрубком для подвода газа и патрубки для входа и выхода фаз (2 )

Принцип работы аппарата позволяет расширить интервал устойчивой 50 работы и увеличить предельную скорость газа в сечении, однако его конструктивное выполнение не обесг.:чивает эффективной работы уже при относительно малом диаметре циркуляцион- 35 ной трубы, равном 0,5 м, а при больших диаметрах аппарат <оказывается не работоспособным.

При движении многофаэного потока в трубах происходит расслоение фаз — 40 жидкость и насадка движутся преимущественно у стенок аппарата, газ по

" центру, при этом скорость газа у сте-. нок аппарата может быть вдвое меньше средней скорости потбка, что при- 45 водят к нерравномерному распределению фаз по сечению аппарата. Причем неравномерность распределения фаз пропорциональна площади поперечного сечения аппарата. Следовательно, 50 с увеличением диаметра резко .увеличивается неравномерность распределения фаз и основной поток газа пройдет в центральной части циркуляциониой трубы, не праконтактйровав с" жидкостью и подвйжиои насадкой.

Это снйжает эффективность работы аппарата с малыми размерами и являВ предлагаемом аппарате трехфазный равномерно распределенный поток движется по трубчатке в восходящем потоке, при этом твердая подвижная шаровая насадка непрерывно турбулизирует пленку жидкости на стенках труб, соударяясь и перемешиваясь между собой, создавая благоприятные условия для непрерывного обновления поверхности контакта, а следовательно, высокой эффективности массообмена.

Кроме того, эа счет дробления потока в предлагаемом аппарате, поверх ность массообмена увеличена в несколько раз. Существенным положитель-. ным эффектом" яВляется также то, что в предлагаемом аппарате решена сложная проблема обеспечения необходи3 6681 мого теплового режима в зоне массообмена для аппаратов с подвижной насадкой. Аппарат обеспечивает любой тепловой режим за счет развитой поверхности теплообмена и интенсивного теплообмена.

На чертеже изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез.

Аппарат состоит из корпуса 1 с поддерживающей 2 и ограничительной 10 решеткой 3. Концентрично корпусу l установлена циркуляционная труба 4, которая снабжена трубными решетками: верхней 5, нижней 6 и средней 7, в отверстиях которых закреплены трубы 8 с отверстиями. 9. Циркуляционная труба 4, трубные решетки и тру- бы 8 образуют трубное и межтрубное пространство. Межтрубное пространство разделено средней трубной решет- 20

1 кой 7 на две части. В верхней части межтрубного пространства в циркуляционной трубе закреплены натрубки

10 и 11 для входа и выхода теплоносителя или хладагента. В нижней части межтрубного пространства в циркуляционной трубе закреплен патрубок 12 для подвода орошающей жидкости. Над ограничительной решеткой 3 установлен сепаратор 13. Патрубок 14,30 служащий для подвода газа, закреплен соосно циркуляционной трубе 4.

Аппарат имеет патрубок 15 для выхода газа и патрубок 16 для удаления жидкости. В аппарат загружается определенное количество насадки 17

35 (например, полиэтиленовые шары j, которая непрерывно циркулирует по следующему замкнутому контуру — циркуляционная труба — периферийное коль-

40 цевое пространство — циркуляционная труба.

23

Абсорбер работает следующим образом.

Газ подается в аппарат через патDv6oK l4 в циркуляционную трубу 4, где, увлекая шаровую насадку, направляется в трубы 8, куда также подается орошающая жидкость через отверстия 9 в стенках труб. Далее трехфаз-, ный поток, интенсивно перемешиваясь между собой, движется вверх по трубам 8, по выходе из которых гзЪ, продолжая движение вверх, проходит через ограничительную решетку и сепаратор 13, где, освободившись от капель жидкости, удаляется через патрубок !5. Жидкость и насадка по выходе из труб 8 возвращаются по кольцевому периферийному каналу, где жидкость через поддерживающую решетку 2 стекает вниз и удаляется ФЬ апйарата через патрубок 16, а насадка, скатываясь по решетке 2 вновь, потоком газа направляется вверх в циркуляционную трубу 4. Процесс маесообмена осуществляется при прямоточном движении трехфазного потока в трубчатке, в режиме уноеа насадки и жидкости. Дробление общего потока на ряд параллельных потоков обеспечивает равномерность распределения фаз, увеличивает поверхность контакта, а свободное хаотичное движение насадки перемешивает и турбулизует жидкостную Пленку на поверхности труб и насадки, это приводит к интенсивному обновлению поверх- . у ности контакта, и интенсифицирует тепломзссообмен, обеспечивая эффективную работу аппарата при любых размерах, что расширяет диапа= зон его прчменення в промьшаенности.

668123

Техред М.Кузьма

Корректор О. Тигор

Редактор С. Титова

Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 9241/4 Тираж 681

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д.4/5