Массообменный аппарат
Патент 865312
Авторы
Массообменный аппарат
Иллюстрации
Реферат
8) M.Ò, Казиев, Н.П. Болгов, В.В. Сахаров, 3. и О.С. Балабеков (72) Авторы изобретения
Казахский химико-технологический инстит (7! ) Заявитель (54) MACCOOSMEHHblA АППАРАТ
Изобретение относится к конструкциям тепло-и массообменных апаратов для противоточногo взаимодействия газа (пара) с жидкостью и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промьыенности при осуществлении абсорбции, ректификации, очистки газов, контактного теплообмена, а также химмческих реакций.
Известен противоточный массообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, содержащий зигза-. гообразную насадку (1).
Недостатком данного аппарата яв ляется неравномерное распределение жидкой фазы по сечению аппарата.
Эта задача успешно решена в аппарате, содержащем регулярную полочную насадку, В этом аппарате, с целью обеспечения равномерного распределения фаз по объему насадки, накопления на полках слоя жидкости и равномерного безотрывного слива ее через края полок в виде ламинарной пленки, полки окантованы по краям решетчатыми полосками, выступающими над полками на вы-соту слоя жидкости, а под полками— на расстоянии, превышающем эбну действия капиллярных сил (2).
Недостатком этого аппарата являются небольшие нагрузки по газу.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является массообменный аппарат. содержащий корпус, вертикальные решетки и гофрированные перегород- ки, расположенные в корпусе таким образом, что каждая пара соседних перегородок образует зигзагообразный ка- нал. Каждая перегородка образует с вертикальной решеткой ступени контакта. Гаэ, проходя зигзагообразно между перегородками, диспергирует на каждой ступени стекающую по решеткам пленку жидкости на капли с образованием поверхности контакта фаз. Максимальна возможная скорость газового
865312
30 верхними концами к отводным козырькам, Отклоняющие пластины служат для изменения направления двухфазного потока, что способствует отделению капель от газа и организации на ступенях контакта и иркуляции жидкости с многократным ее дроблением на капли ° .
Переливные отверстия препятствуют накоплению жидкости на ступенях контакта путем отвода циркулирующей жидкости на нижележащие стУпени. Отводные козырьки служат для предотвращения проскока, стекающей по перегородкам жидкости с вышележащих ступеней на нижележащие без взаимодействия
55 потока в полном сечении такого аппарата составляет 3 6 м/с (3 j.
Недостатками известного аппарата являются небольшие нагрузки по газу из-за уноса капель, который приводит к прекращению стока жидкости вниз аппарата и нарушению его нормальной работы. При этом наличие нерабочих гидравлических потерь вследствие того, что при больших нагрузках по газу часть вертикальной решетки между ступенями контакта не выполняет функции диспергирующего устройства изэа отрыва стекающей пленки жидкости от нее, Кроме -того малое время преФ
35 бывания жидкой фазы в контакте с газом не позволяет с высокой эффективностью проводить процессы, в которых большие объемы газа необходимо обработать возможно меньшими количест20 вами жидкости (например пылеулавливание).
Цель изобретения — повышение производительности аппарата по газовой фазе, уменьшение нерабочих гидравлических потерь и увеличение времени пребывания жидкой фазы в контакте с газом путем организации на ступенях контакта циркуляции жидкости с многократным ее дроблением на капли.
Указанная цель достигается тем, что вертикальные решетки выполнены с окнами и снабжены установленными в них отклоняющими пластинами, а верхние части гофр выполнены с пере- З5 ливными отверстиями и снабжены расо положенными над ними отводными .отогнутыми кверху, и защитными козырьками, при этом защитные козырьки расположены под гофрами на рас- 40 стоянии от них и закреплены с газом. Защитные козырьки служат для защиты перетекающей со ступени на ступень жидкости от динамического напора газа..
На чертеже схематично показан мас-,. сообменный аппарат, вертикальный разрез.
Массообменный аппарат состоит из корпуса 1 со штуцерами ввода и вывода реагентов, распределителей газа и жидкости (на чертеже не показаны), гофрированных перегородок 2, образующих зигзагообразные каналы, и вертикальных решеток 3. Последние иМеют окна 4, в которых установлены горизонтальные отклоняющие пластины 5, имеющие дугообразный профиль. В верх ней части каждого гофра выполнены переливные отверстия 6, снабженные отводными козырьками 7, отогнутыми кверху. Со стороны впадин под гофрами перегородок установлены защитные ко-. зырьки. 8, которые образуют с перегородками защищенные переточные каналы 9.
Предалагемый аппарат работает следующим образом.
Поступающая из распределителя жидкость накапливается в местах соединения перегородок 2 с вертикальными решетками 3 и вся вытекает из отверстий в вертикальных решетках 3, образует на них ламинарную подающую пленку, которая. разрушается на капли газом (паром), поступающим снизу. Кап= ли отклоняются. потоком газа. на лов верхность противоположных (решетке) перегородок 2 и по ним стекают на нижележащие .ступени контакта. Гаэ поднимается в зигзагообразных каналах снизу, многократно разбрызгивает при этом жидкость и отводится сверху.
При больших скоростях газа, в предлагаемом аппарате в отличие от известного аппарата, накапливаемая в местах соединения перегородок 2 с вертикальными решетками 3 жидкость, вытекает как из отверстий в вертикалькой решетке 3, так и иэ переливных отверстий 6 в перегородке. Часть жидкости, поступающая на орошение вертикальной решетки 3, разбрызгивается, Образующиеся капли жидкости уносятся газом за счет изменения направления двухфазного потока на отклоняющих пластинах 5, выпадают из него на церегородки 2 и присоединяктся здесь к потоку жидкости, стекающему
5 сверху. Эта часть жидкости образует поток, циркулирующий на каждой ступени контакта, что обеспечивает ее тщательную обработку эа счет увеличения времени пребывания и многократного обновления поверхности контакта фаз.
Другая часть жидкости, накапливаемая в местах соединения перегородок г с вертикальными решетками, вытекает через переливные отверстия 6 в перегородках и по защищенным от динамического напора газа каналам 9, образованным перегородкой 2 и защитными козырьками 8, поступает на нижележащие стунени контакта.
Попадая на отводные козырьки 7, жидкость отклоняется ими в направлении к вертикальным решеткам 3, что обеспечивает хорошее перемешивание циркулирующего потока с поступающей сверху жидкостью и таким образом предотвращает прямой проскок жидкой фазы с вышележащей ступени на нижележащую без контакта с газом.
Результаты проведенных гидродинамических и массообменных испытаний показывают, что, в отличие от известного аппарата, предлагаемый аппарат позволяет улучшить массообменные ха рактеристики и значительно увеличить верхний предел нагрузок по газу.
Формула изобретения
Массообменный аппарат, включающий корпус со штуцерами ввода и вывода
865312 6 реагентов, распределители газа и жидкости, вертикальные решетки, расположенные между ними гофрированные пере-. городки, отлич ающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата по газовой фазе, уменьшения нерабочих гидравлических потерь и увеличения времени пребывания жидкой фазы в контакте с ra)ð зом путем организации на ступенях контакта циркуляции жидкости с многократным ее дроблением на капли, вертикальные решетки выполнены с окнами и снабжены установленными в них отклоняющими пластинами, а верхние части гофр выполнены с переливными отверстиями и снабжены расположенными над ними отводными козырьками, отогнутыми кверху, и защитными козырьками, при этом защитные козырьки расположены под гофрами на расстоянии от них и закреплены верхними концами к отводными козырькам.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М - 183185, кл. В Ol 0 53/20, 1963.
2. Авторское свидетельство В 395)03 кл. В 01 О 53/20, 1968.
3. Авторское свидетельство СССР
)) - 394068, кл. В 01 О .53/18, 1967.
865322 — жидюсть
Составитель С. Баранова
Редактор С. Родикова ТехредМ.Рейвес Корректор У. Пономаренко
Заказ 7916/9 Тираж 709 .Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4