Массообменный аппарат

Массообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

n :Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.02.78 (21) 2581296/23-26 с присоединением заявки Уев (23) Приоритет— (5l) М.К .

В 01 D 3/30

В 01 D 3/32

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень Хо 27

Ь

Дата опубликования описания 28.07.80 (53) УДК 66.015..23 (088.8) по делам изобретений н открытий

И. М. Аношин, Н. П. Рябченко, П. П. Любченков и М. И. Сухина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Краснодарский политехнический институт (54) МАССООБМЕННЪ|И" АППАРАТ

Изобретение относится к конструкции массообменных аппаратов для взаимодействия пара (газа) с жидкостью в закрученном паро-жидкостном потоке и может быть применено в процессах ректификации и абсорбции в пищевой, фармацевтической и химической промышленностях.

Известен контактный элемент для массообменных аппаратов, выполненный в виде тарелки с сепаратором, содержащим горизонтальные кольца с диаметром, увеличивающимся по ходу движения жидкости (1). 10

Однако известный аппарат обладает незначительной поверхностью контакта фаз.

Известен массообменный аппарат, представляющий собой вертикальную колонну

15 с поэтажно закрепленными в неи тарелками, на которых установлены контактные патрубки и сепараторы. С верхних тарелок в контактные патрубки опущены переливные трубы, на которых в нижней части укреплены вихревые элементы, а над ними в 2о трубах сделаны отверстия, через которые подается жидкость в контактные патрубки (2). Недостатками этого аппарата являются малая поверхность и незначительное время контакта фаз, развиваемой в единице объема.

Известен массообменный аппарат, представляющий вертикальную колонну с установленными внутри тарелками, на которых укреплены переливная система и контактные патрубки. Последние снабженные отверстиями на боковой поверхности для ввода жидкой фазы завихрителем и сепаратором (3).

Данная конструкция обладает рядом недостатков.

Во-первых, после ввода жидкой фазы в контактный патрубок через отверстия в боковой поверхности, жидкость подхватывается газовым закрученным потоком и отбрасывается к внутренней боковой поверхности патрубка. Образуется жидкостная пленка, движущаяся вверх. Это значительно ограничивает поверхность и время контакта фаз.

Во-вторых, узел сепарации позволяет сепарировать только жидкую пленку. Капли жидкости, находящиеся в центре контактного патрубка, не подвергаются сепарации, так как на них действуют малые центробежные силы. Переброс жидкой фазы (капель), ф Я - ° » .. . ф @ф д ., у - —, » „-:.ф ; »»д ;;, у» . »» .„.»», т .; *: -";.:-»»»5гЯЮ»ЪЫ»Л» 749397

Формула изобретения находящейся в центральной части газового потока, на нижележащую ступень уменьшает интенсивность процесса массоперенос.

В-третьих, так как жидкая фаза вводится только в ту часть контактного патрубка, которая находится над плоскостью тарелки (движение жидкой фазы вниз по контактному патрубку исключается), то внутренний объем контактного патрубка, а, следовательно, и всего аппарата используется не рационально. В той части контактного патрубка, которая лежит ниже плоскости та- релки, процесс массопереноса не происходит из-за отсутствия в ней жидкой фазы..

Целью изобретения является интенсифи- кация процесса массопереноса путем увеличения поверхности контакта и времени

15 контакта фаз.

Эта цель достигается тем, что каждый контактный патрубок снабжен расположенным в нижней его части ограничительным плоским горизонтальным кольцом и раз- 2о мещенным на уровне распределительных отверстий под завихрителем направляющим цилиндром, выполненным в верхней части с буртиком; целесообразно в аппарате сепаратор выполнять из плоских горизонтальных колец, установленных соосно одно над другим, причем, внутренний и наружный диаметры нижележащего кольца сепаратора больше соответствующего диаметра вышележащего кольца. Целесообразно внутренний диаметр кольца выполнять равным

0,7 — 0,8 внутреннего диаметра контактного патрубка.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез аппарата; на фиг. 2 — вертикальный разрез контактного патрубка; на фиг. 3 вариант возможной установки контактных патрубков в аппарате.

Аппарат содержит цилиндрический кор- пус 1, горизонтальные тарелки 2, на которых установлены контактные патрубки 3, сепараторы 4 и переливные системы 5.

Контактные патрубки 3 установлены на тарелках 2 таким образом, что одна часть их опущена под тарелку, а другая над тарелкой. Каждый патрубок 3 выполнен с распределительным отверстием 6, направляющим цилиндром с буртиком 7, лопаточ- 4> ным завихрителем 8 и ограничительным плоским горизонтальным кольцом 9. С внутренней стороны отверстия 6 прикрыты направляющим цилиндром с буртиком 7 таким образом, что жидкость формируется в виде пленки и, имеет возможность стекать вниз до ограничительного кольца 9. Завйхритель 8 установлен над направляющим цилиндром с буртиком 7.

В верхней своей части каждый контактный патрубок снабжен" сепаратором,4, набранным из отдельных плоских колец, расположенных соосно одно над другим и об разующих между собой проходы для газо» жидкосного потока. Внутренний и наружный диаметры нижележащего кольца сепаратора 4 больше соответствующего кольца, что обеспечивает фракционное сепарирование ,газо-жидкостного потока на выходе из контактного патрубка.

Работает аппарат следующим образом.

В аппарат сверху подают жидкостную фазу, которая стекает с вышележащей тарелки на нижележащую тарелку через переливные сйстемы 5. Газовый поток подается в колонну снизу и поднимается по ней вверх, проходя через контактные патрубки 3. Жидкая фаза поступает в контактный патрубок

3 через распределительные отверстия 6 и с помощью направляющего цилиндра с буртиком 7 формируется в виде стекающей по внутренней боковой поверхности контактного патрубка жидкой пленки. Жидкость стекает вниз по боковой поверхности» контактного патрубка и достигает ограничительного кольца 9. С помощью ограничительного кольЦа 9 жидкость движется в горизонтальной плоскости, перекрывая свободное сечение патрубка для прохода газовой фазы. Последняя захватывает жидкую фазу, диспергирует ее и уносит вверх, образуя газожидкостную систему с развитой поверхностью контакта фаз. Таким образом, в нижней части контактного патрубка 3 между ограничительным кольцом 9 и лопаточным завихрителем 8 образуется диспергированная газожидкостная система, движущаяся вверх. Проходя через лопаточный завихритель 8, последняя закручивается, что обеспечивает основное разделение жидкой и газовой фаз в поле центробежных сил. Окончательная сепарация производится в сепараторе 4, выполненном в виде соосных плоских колец, расположенных одно над другим. Такое выполнение сепаратора позволяет производить фракционную сепарацию газожидкостного потока. Так, нижнее кольцо производит сепарацию периферийного потока, содержащего максимальное количество жидкой фазы, а верхние кольца — осевого потока, содержащего минимальное количество жидкой фазы.

1. Массообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) и жидкости, состоящий из корпуса, внутри которого установлены тарелки с переливной системой и контактными патрубкамй, снабженными лолаточными завихрителями, распределительными отверстиями на боковой поверхности и сепараторами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем увеличения поверхности и времени контакта фаз, каждый контактный патрубок снабжен распбложенным в нижней его части ограничительным плоским го749397 фиг, /

5 ризонтальным кольцом и размещенным на уровне распределительных отверстий под завихрителем направляющим цилиндром, выполненным в верхней части с буртиком.

2. Аппарат по п. l, отличающийся тем, что сепаратор выполнен из плоских горизонтальных колец, установленных "соосно одно над другим, причем внутренний и наружный диаметры нижележащего кольца сепаратора больше соответствующего диаметра вышележащего кольца. ь

3. Аппарат по пп. I и 2, отличающийся тем, что внутренний диаметр ограничительного кольца равен 0,7 — 0,8 внутреннего диаметра контактного патрубка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 277726, кл. В 01 D 3/32, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 182108, кл. В 01 D 3/30, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР № 345926, кл. В 01 D 3/20, 1969.

749397

Редактор П. Горькова

Заказ 4496/1

Составитель С. Баранова

Техред К. Шуфрич Корректор В. Синицкая

Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4