Массообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 61129 с 5 и В 01 0 3 32 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) (57) 1. МАССООБМЕННЫИ" АППАРАТ для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, включающий вертикальный цилиндрический корпусс крьппкой и днищем, барботеры и штуцеры,расположенные по оси корпуса большие ималые усеченные конусы, жестко закрепленные на стержнях и направленные меньшими основаниями навстречу один другому, перфорированные горизонтальные диски, закрепленные на меньших основаниях больших усеченных конусов, перфорированные кольца, закрепленные между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, радиальные пластины, установленные под дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа, облегчения эксплуатации, каждое кольцо выполнено с диаметром, меньшим диаметра корпуса аппарата с образованием зазора, и снабжено герметично подсоединенным к нижнему краю ободом, диаметр которого равен внешнему диаметру кольца.Изобретение относится к аппаратурному оформлению нефтехимических, химических и т.п. процессов, реализуемых на гетерогенных системах жидкость-газ, жидкость- жидкость-газ и т. п.Известен массообменный аппарат, включающий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, направленные меньшими основаниями навстречу один другому и отделяющие от корпуса кольцевые зазоры, барботеры и штуцеры 1.В известном аппарате при выходе газовых пузырей через усеченную вершину большого конуса наблюдается неравномерное распределение газа по площади усеченной вершины конуса. Газовые пузыри оказываются в большой степени сконцентрированными вблизи окружности основания усеченной вершины и в меньшей степени по оси аппарата. Аналогичное явление происходит и на выходе газовой фазы из кольцевого зазора, образованного стенкой корпуса и большим основанием. малого конуса. В этом случае, концентрация газовых пузырей вблизи окружности основания конуса больше, чем у стенок аппарата. Причем, с увеличением диаметра аппарата этот эффект усиливается. Так как промышленные аппараты могут иметь диаметр до 1 О м, то в таких аппаратах неравномерность распределения газовой фазы в отмеченных зонах может быть весьма значительной. Последнее приводит к ослаблению циркуляционного движения в зонах между конусами, к усилению стесненности газовых пузырей, способствующей увеличению их размеров и соответственно ведущей к уменьшению межфазной поверхности. Все это снижает объемные коэффициенты массопередачи.Известен массообменный аппарат для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, состоящий из цилиндрического корпуса, крышки, днища, барботеров, штуцеров, расположенных по оси корпуса больших и малых усеченных конусов, жестко закрепленных на металлических стержнях (трубах) и направленных меньшими навстречу один другому, причем меньшие основания усеченных конусов снабжены перфорированными горизонтальными дисками, а между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов закреплены перфорированные кольца, которые герметично подсоединены к корпусу. Под.,дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов установлены радиальные пластины 2) .Однако в известном аппарате перфорированные кольца герметично связаны с кор 20 25 30 35 40 ненным к нижнему краю ободом, диаметр 5 1 О 15 45 50 55 пусом, что усложняет конструкцию аппарата и затрудняет его монтаж и разборку.Во время работы, например, с растворами полимеров, аппарат может забиться полимером и возникает потребность в его чистке. Чистка аппарата требует его демонтажа. Однако, если конусы с перфорированными дисками и кольцами герметично и жестко связаны с корпусом, то демонтаж резко усложянется. В случае, если герметичность связи перфорированных колец с корпусом обеспечивается сваркой, то демонтаж и последующий монтаж представляет весьм а значительные трудности. Все это усложняет эксплуатацию аппарата. Цель изобретения - упрощение монтажа аппарата и облегчение его эксплуатации при сохранении высоких коэффициентов массопередачи. Поставленная цель достигается тем, что в известном массообменном аппарате для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, включающем вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, барботеры и штуцеры, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, жестко закрепленные на стержнях и направленные меньшими основаниями навстречу один к другому, перфорированные горизонтальные диски, закрепленные на меньших основаниях больших усеченных конусов, перфорированные кольца, закрепленные между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, радиальные пластины, установленные под дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов, каждое кольцо выполнено с диаметром, меньшим диаметра корпуса аппарата с образованием зазора, и снабжено герметично подсоедикоторого равен внешнему диаметру кольца. На фиг. 1 изображен массообменный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - узелна фиг. 1.Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2 и днища 3, барботера 4, штуцера 5, металлических стержней (труб) 6, на которых жестко закреплены конусы 7, перфорированных колец 8 и дисков 9, закрывающих меньшие вершины конусов 7.Снизу на перфорированных кольцах 8 закреплены ободы 1 О и под кольцами и дисками установлены радиальные пластины 11.Величина зазора между корпусом аппарата и ободом, составляющая 0,1 - 5/с площади перфорированного кольца, выбрана из конструктивных соображений с учетом овальности цилиндрического корпуса.1161129 С. Барановарес Корректор Г. РПодписноеого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4 Состав овтун Техред Тираж ВНИИПИ Государс по делам Изо 113035, Москва, Ж илиал ППП Патент, ительИ. Ве659твеннбретен- 35,г. У Редактор В К Заказ 3882/10 шетник Аппарат работает следующим образом.Газовые пузыри, диспергируемые в жидкость барботером 4, поднимаясь, собираются под внутренней боковой поверхностью большого конуса 7, под диском 9. Последнее происходит в основном в силу того, что площадь кольцевого зазора у конуса значительно меньше площади его меньшей вершины. В результате под диском образуется газовая подушка, откуда газ, проходя через отверстия в диске, редиспергируется в следующую зону. Так как диаметр диска меньше корпуса, то за ним создается неравномерное распределение пузырей по сечению аппарата, что ведет к появлению интенсивной циркуляции жидкости. Газовые пузыри, бегая на усеченную вершину малого конуса, отклоняются к стенке колонны и собираются под кольцом 8, и обод 10 не позволяет им проскакивать вдоль стенки колонны. После редиспергирования газа через отверстие кольца 8 газовые пузыри относительно равномерно распределены над ним, что позволяет сохранить высокие коэффициенты массопередачи.Преимущества предлагаемого аппарата заключаются в упрощении его конструкции и облегчении эксплуатации, чистки, повышении за счет этого надежности и срока службы аппарата при сохранении высоких коэффициентов массопередачи.Таким образом, указанные преимуществадостигаются тем, что перфорированные кольца выполнены с диаметром, меньшим диаметра корпуса, а снизу к ним герметично подсоединены обода, диаметр которых равен внешнему диаметру кольца, а площадь зазора между корпусом аппарата и ободом составляет 0,1 - 5% площади перфорированного кольца. Так как с установкой ободов перфорированные кольца не закрепляются герметично на корпусе аппарата, то это упрощает конструкцию, облегчает монтаж и дает возможность создать из металлических стержней (труб) и конусов, с закрепленными на них перфорированными дисками и кольцами с ободами, пакет тарелок, что облегчает разборку, чистку аппарата и, следовательно, его эксплуатацию, повышает надежность и срок службы аппарата.Аппарат предлагаемой конструкцииможет быть использован в качестве поли меризатора для жидких каучуков при ведении процесса полимеризации с кипением номера (растворителя).