Устройство для массообмена в трехфазной системе

Устройство для массообмена в трехфазной системе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И » A Н И Е ()902796

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиии

Социалистические

Реслублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к акт. саид-ву (22) Заявлено 25. 05 ° 79 (21) 2782004/2 3-2б с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 07.02 ° 82. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 07.02. 8?

{5l ) M. Кя .

В 01 O Уоб

В 01 0 53/08

{53) ДХ бб.074.

° 7(088. 8) 9кудеретеапЫ1 квиитвт

СССР

° в двлви изебретеиий и втиритиС

П.П.Герцен, В.A.Áåçâîðèòíûé, Б.Л.Иильг

В.И.Косых, Я.И.Ионова, Л.А.Черенев и (72) Авторы изобретения

Пермский политехнический институт и Б с. филиал Всесоюзного научно-исследов тельбобго и проектного института титана, (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИАССООБИЕНА В ТРЕХФАЗНОЙ

СИСТЕИЕ

Изобретение относится к области химической проимиленности, цветной металлургии и другим отраслям народного хозяйства, в которых осуществляют извлечение активных компо- нентов газовых смесей в технологических или очистных целях на поверхности твердых частиц в присутствии жидкой фазы.

Известно устройство для трехфаэной хемосорбции непрерывного действия, включающее полую башню, приспособление для загрузки-разгрузки хемосорбента Е 11.

Недостатками устройства являются большое гидравлическое сопротивление

15 (170-120 мм вод.ст. ), низкая производительность в расчете на 1 м объема устройства, низкая интенсивность, мас сапере носа из- за ср авнител ьно тол20 стого слоя жидкой фазы на поверхности частиц хемосорбента (вследствие встречного движения газа и жидкости возникает подпор жидкости).

Известно устройство для массооомена в трехфазной системе, включающее корпус, камеры с твердой фазой, разделенные перегородками и ограниченные жалюзийными решетками, и приспо- . собление для ввода и вывода взаимодействующих фаз Е23

В этом устройстве слой твердого материала расположен вертикально, поэтому жидкая фаза проходит через весь вертикальный слой, что замедляет диффузию газа.

Целью изобретений является повышение эффективности процесса массообмена путем улучшения условий выгрузки жидкой фазы.

Цель достигается тем, что в уст-. ройстве для массообмена в трехфаэной системе, включающем корпус, камеры с твердой фазой, разделенные перегородками и ограниченные жалюзий" ными решетками, и приспособления для ввода и вывода взаимодействующих фаэ, жалюэийные решетки, нижняя часть

3 902 корпуса и перегородок установлены под углом 50-60 к горизонтали.

Целесообразно чтобы угол наклона пластин жалюэийной решетки составлял

5- 10 к горизонтали.

Расстояние между жалюзийными решетками, ограничивающими толщину слоя, выбирается в пределах 0, 1О, Й м. Жалюзи располагаются внутри устройства таким образом, что удерживаемый ими слой хемосорбента на-., клонен к горизонту под углом, превышающим угол естественного откоса материапа хемсорбента на 5- 15 .

Ввод газа и жидкой фазы в слой хемосорбента осуществляется через жалюзийную решетку, ограничивающую слой хемосорбента снизу. Листы верхней и нижней жалюзийных решеток располага ются под углом к горизонту, превышающим угол естест венного от коса материала хемосорбена на 5- 15, а с поверхностью естественного Откоса материала хемосорбента образуют угол меньше 90 . Наклоны жалюзей верхней и нижней решеток противоположно направлены, нижние кромки их сближены. Листы жалюзей нижней решетки, кроме того, расположены так, что ребра их имеют наклон к горизонту 5- 10, что обесгечивает передвижение по ним жидкой фазы и отвод ее с боковым стенкаг. или перегородкам. Жалюзийные решетки вместе с корпусом, в котором они расположены, образуют наклоннук часть устройства, которая соединяется с вертикальной частью.

Наклонная часть корпуса с жалюэийными решетками обеспечивает наклонное расположение слоя частиц хемосорбента„ необходимое для оптимального сочетания условий .вывода жидкой фазы из слоя после контакта

ee c поверхностью твердых частиц и условий пополнения слоя частиц хемосорбента под действием силы тяжести.

Вь1вод жидкой фазы иэ слоя частиц хемосорбента обеспечивается наилучшим Образом при горизонтальном расположении слоя и при прохождении газа и жидкости через слой B направлении сверху вниз. С другой стороны непрерывность лучшим образом обеспечивается при вертикальном расположении слоя. Удовлетворение двух противоположно направленных требований обеспечивается при расположении слоя частиц хемосорбента под углом, превь<шающим угол естественного откоса материала частиц на 5- 15

Оптимальное сочетание условий одновременного попслнения слоя хемосорбента и вывода жидкой фазы из слоя частиц приводит к наилучшим условиям постоянного обновления актинной поверхности частиц хемосорбента (вещества, полученные в резуль® тате реакции поверхности частиц хемосорбента, например известняк, и активных компонентов газовой фазы, например НС 1 растВОряются В жиДкОЙ фазе и э Виде раствОра ВыВОдятся из у слоя хемосорбента). Это также приводит к уменьшению до минимума толщины жидкой пленки вокруг частиц хемосорбента, что у вели чива ет скорость массопередачи молекул газа к поверх ц ности частиц и интенсивность процесса трехфазной хемосорбции.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, состоящее иэ двух равноценных секций (возможно и больgg шее количество секций).

Устройство состоит из опорной рамы 1, наклонной части корпуса 2 с жалюэийными решетками (верхние 3 и нижние 4), верхней части корпуса 5 с перегородками 6, винтовых транспортеров 7 для подачи твердого хемосорбента в б)нксра, винтовых транспортеров 8 дпя выгрузки непрореагировавшего хемосорбента сточных труб 9 для выпуска стока, Н-.кланная часть корпуса 2 опирается на Опор;-ую раму 1 и соединяется с верхней частью корпуса. 5. Для достижения .-ерметичности устройства соединение частей корпуса уплотняются прокладками. Продольные наклонные полосы 10 и Опорные стойки 11 служат для придания жесткости листам жалюзийных решеток. Планки 12 предотвра45 щают черезмерное заполнение винтовых транспортеров 8.

Устройство работает следующим образом.

Заполнение твердым хемосорбентом осуществляется с помощью винтовых транспортеров 7 иэ резервного бункера (на чертеже не показан), Газы, содержащие извлекаемый компоне,-.„ подаются в устройство -, каналу, Образованному между стенками в вЂ,:oõíåé части корпуса 5 и перегородко б.

Далее они перемещаютс в накл .- нной части аппарата между r.<= .-,ОЙ корпуса и верхней жалюзийной «c-:..=-гк. . Под действием разрежения, создаваемого в устройстве от внешнего побудителя тяги, гаэ проходит в слой хемосорбе" на через верхнюю жалюзийную решетку. Необходимое количество жидкой фазы подается в газовый поток вне устройства. На поверхности частиц увлажненного хемосорбента происходит взаимодействие между активным компонентом газовой смеси с материалом хемосорбента. Продукт химической реакции «растворяется в жидкой пленке и под действием силы тяжести, а также попутного подталкивающего действия газов перемещается к листам нижней жалюэийной решетки, по ней благодаря наклону отводится к боковым стенкам и стекает в нижнюю часть устройства. Оттуда сток отводится по трубе 9 в приемный бак (на чертеже не показан). Газы выходят из слоя сорбента через нижнюю жалюэийную решетку 4 и в пространстве между этой решеткой с наклонным днищем поднимаются вверх. Затем газы удаляются из устройства.

Частицы хемосорбента по мере реакции с активным компонентом газа уменьшаются в размерах до тех пор, пока полностью не прореагируют. Под действием сил тяжести материала в бункере верхней части устройства происходит накопление материала в наклонной части.

Примеси инертных компонентов в составе хемосорбента, не способные.взаимодействовать с активным компонентом газа, периодически выводятся из устройства через патрубки

13 путем кратковременного включения винтовых транспортеров 8.

Предлагаемое устройство обладает низким гидравлическим сопротивлением 4-2 мм вод.ст. (в прототипе 170-

120 мм вод.ст.). Обеспечивается не4

279б 6 прерывная работа устройства за счет постоянного пополнения массы частиц хемосорбента по мере его расходования в наклонном слое из вертикальной бункерной части под действием силы тяжести. Обеспечивается интенсификация массопереноса активного компонента газа к поверхности твердых частиц хемосорбента за счет малой толщины жидкой пленки ыа поверхности частиц ввиду быстрого удаления жидкой фазы из слоя хемосорбента под действием силы тяжести и попутного движения газов и жидкос" ти в направлении сверху вниз через слой хемосорбента. формула изобретения

l, Устройство для массообмена .в трехфазной системе, включающее корпус, камеры с твердой фазой, разделенные перегородками и ограниченные жапюзийными решетками, и приспособления для ввода и вывода взаимодействующих фаз, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса массоЗв обмена путем улучшения условий нагрузки жидкой фазы, жалюзийные решетки, нижняя часть корпуса и перегородок установлены под углом 50-60 к горизонтали. . 2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, чтоугол наклона пластин жалюэийной решетки составляет 5-10 к горизонтали.

Источники информации, щ принятые во внимание при экспертизе

1. Повии M.Å. Технология минеральных солей. Л., "Химия", 1970, с. 747.

2. Патент CIN !t 4023939, кл. В 0 1 D 53/06, 1977 (прототип).

902 796

Составитель В. Рословцев

Редактор О.!Оркова Техред А. Бабинец Корректор А.Дэятко

Заказ 32487/6 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб,,q.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,