Контактное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(51) В 01 Р 3 30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИЩТЫВСТВУ(72),П.П.Ермаков и В.М,Задорский (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени химико"технологический институт нм,ф.Э,Дзержинского(56) 1.Авторское свидетельство СССР 9 423481, кл. В 01 0 3/30, 1974.2. Авторское свидетельство СССР по заявке 3445168/26, кл.В 01 Р 3/30, 1982.(54)(57) 1.КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО для тепломассообменных аппаратов, включающее основание с отверстиями и поддон, расположенный под отверстием с образованием резонирующей полос ти, о т л и ч а ю щ е е с я тем,БО 1143433 А что, с целью уменьшения гидравли" ческого сопротивления, полость вы" полнена кольцевой формы сб следующими соотношениями:0,3 1 -д 2,7Н1 Р 5 4 1 4 500,8 с 4 1,3,Дь. где Н - высота устья полостид - диаметр отверстия в основании тарелки;Р - диаметр полостий- .диаметр отверстия поддона.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что края отве стия выполнены расширяющимися по направлению потока,Изобретение относится к тепломассообменным контактным аппаратам длявзаимодействия газ-жидкость и можетприменяться в химической, нефтехимической, пищевой и других отрасляхпромышленности.Известна клапанная тарелка, содержащая основание с газовыми патрубками, выполненными в виде сопла, которое снабжено кольцевой проточкой,расположенной в узком сечении сопла 1 .Наиболее близким к изобретениюявляется контактное устройство длятепломассообменных аппаратов, содержащее полотно с отбортованнымвниз отверстием, диаметр которогобольше диаметра отверстия в полотнеконтактного устройства 2 .Недостатком известных устройствявляется низкая интенсивность тепломассообмена вследствие низкой интенсивности высокочастотных колебаний, которые возникают при проходегаза через известные устройства.Кроме того, известные устройстваимеют повышенное гидравлическое сопротивление, сложны по конструкции,что вызвано низкой степенью преобразования динамического напора газа в высокочастотные колебания.Цель изобретения - уменьшениегидравлического сопротивления и ин-.тенсификация тепломассообмена путемсоздания интенсивных высокочастотных колебаний.Цель достигается тем, что в контактном устройстве, включающем основание с отверстиями и поддон, расположенный под отверстием с образованием резонирующей полости, последняя выполнена кольцевой формы соследующими соотношениями:Н0 3( с 2 7(й1,54 - ( 5;0с08 с. ( 1,3,йи 15 20 25 Таким образом, для исследуемыхдиаметров й=0,032-0,04 м и скорости З 0 газа в отверстии 10-30 м/с полученозвуковое давление 6-400 Па, которое значительное превышало фоновое при следующем соотношении размеров резонирующей кольцевой полости кон тактного устройства: 0,3 ( ( 2,7 р Н 1,5 й: с 5; П,: 0,8 ( " ( 1,3.45 50 55 60 65 где Н - высота устья полости;й - диаметр отверстия в основании тарелки;Р - диаметр полости;й- диаметр отверстия поддона, Кроме того, края отверстия выполнены расширяющимися по направлению потока.На чертеже изображено контактное устройство, продольный разрез.Контактное устройство состоит из основания 1 с отверстием 2 и кольцевого поддона 3 с отверстием 4, образующего с основанием кольцевую резонирующую полость 5. Отверстия выполнены с краями 6 и 7, которые расширяются по направлению по-тока. Контактное устройство работает следующим образом.Газ подается снизу вверх, а жидкость находится на основании 1.При прохождении газа через отверстия 2 и 4 будут образовываться интенсивные колебания газа. Наложение высокочастотных колебаний на процессы взаимодефствия газ-жидкость интенсифицируют их.Исследования акустических параметров при прохожцении газа черезразличные контактные устройства проводят на колонне диаметром 0,31 м.На торце колонны устанавливают исследуемые контактные устройства,отверстия в них выполняют с цилиндрическими краями. Внутри колонны укрепляют по периферии пьезоэлектрические датчики, сигнал от которых направляется в анализатор спектра СЧ,Эвуковое давление расчетным путем пересчитывают на давление контактногоустройства. Результаты исследованияприведены в таблице. Исследованияпроведены для двух основных диаметров отверстий, равных 0,032 и 0,04 м. Максимум звукового давления приходится при й й 0,3 й, Нс 0,3-2 й.При оптимальных соотношениях размеров устройства коэффициент гидравлического сопротивления контактного устройства снажался при Ве = 104- 5 10 ф до 1,4, в то время как этот же коэффициент при прохождении газа через одиночное отверстие составлял порядка 2,8-3.Исследования показали, что выполнение края отверстия расширяющимся по направлению потока увеличивает до 2-3 раз звуковое давление.Исследования, проведенные по сульфатной методике на тарелках с контактными устройствами, диаметр прохода газа которых составлял 0,015 и 0,03 м, показали, что при скоростях газа по колонне 0,15- 1,2 м/с объемный коэффициент массо- отдачи увеличивается в 1,16-1,91143433 4 Скорость газа вотверстии контактного устройства, м/с Звуковоедавление,Па Н д. 0,29 10-30 1,5 10-30 0,29 10-30 0,3 1,5)7 1,3 0,3 0,3 10-30 10-20 1,4 ВНИИПИ Заказ 798/6 Тираж 659 Подписное филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 раза с поддонами, у которых резонирующая кольцевая полость выполнена по указанным соотношениям, по сравнению с тарелками без поддонов. Высота светлого слоя жидкости на тарелках 0,066-0,132 м,5 свободное сечение тарелки 3-6.Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с известной клапанной тарелкой заключается в увеличении производи О тельности аппарата в 1,2-1,6 раза при уменьшении гидравлического сопротивления проходу газа. При установлении контактных устройств в реак" торе оэонирования циансодержащих 15 стоков гальванических цехов эа счет уменьшения расхода озона и его выброса в атмосферу. на 20-30, а также уменьшения расходов реагентов годовой социально-экономический эффект от применения реактора производительностью 10 м 9/ч составит более 100 тыс.руб. При использовании аппарата с предлагаемыми устройствами отпадает необходимость в камере смешения и нейтрализации оэоно-воздушной смеси объемом 80 м. Капитальные затраты на строительство такой камеры составляют 60.тыс.руб, а себестоимость только нейтрализации оэоно-воздушной среды при добавлении в камеру щелочи составляет 0,5 руб/м стоков.ь