Тепломассообменный аппарат

Союз Советских циалистических Республик К АВТО СТВХ У СВИ полнительное к авт. свид-ву Мв 691141(6 22) Заявлено 26.09.79 (21) 2819450/23-26 51) М. К .В 01 РЗ соединением заявки Нов Гасударственный кемнте СССР но делам нзебретеннй н атнрмтнй(72 П. П. Любченко П. Рябч изобретен й политехнический институ 1) Заявитель расн 4) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАР тельными бур фазы 2.Недостатком из ется то, что при вышележащего ви нижележащее чере нами не исключено ного слоя (в нижн никновение уноса через вихревое устр режима работы ап тем, что потоки жи диально противопо центр вихревого ус свои радиальные с увеличивают за сч ляющую скорости, но вниз. При этом ся на вихревую сту наклона лопаток ви в зависимости от в нижнем сечении жидкости или ее бЦель изобретени новения уноса и п нем срезе конуса. рохода газов гикам азник- нижИзобретение относится к конструкциям массообменных аппаратов для переработки засоренных жидкостей и может быть использовано в пищевой, химической и нефтеперерабатывающей промышленностях.Известна конструкция массообменного аппарата, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса, внутри которого установлена несущая штанга с поэтажно закрепленными вихревыми (закручивающими) устройствами 1.Однако в такой конструкции нерацио нально используется внутренний объем аппарата, контакт фаз происходит только на периферии контактного объема, где происходит движение пленки жидкости, а через центральную часть аппарата наблюдается проскок газовой фазы. Все это снижает эффективность процесса массообмена.По основному авт. св. Мо 691141 известен тепломассообменный аппарат, контактное устройство которого состоит из вертикального цилиндрического корпуса, внутри которого поэта жно установлены вихревые (закручивающие) устройства с усеченными конусами, снабженными окнами с ограничивестного аппарата являперетекании жидкости с хревого устройства на з усеченный конус с окобразование барботажей части конуса) и возили провала жидкости ойство в зависимости от парата. Объясняется это дкости, стекающие с р ложных сторон конуса в тройства, взаимно гасят оставляющие скорости и ет этого осевую состав- направленную вертикаль- часть жидкости вводит- пень против направления хревого устройства, т. е. скорости газовой фазы конуса возникает провал арботаж и унос.я - исключение во ровала жидкости вПоставленная цель достигается за счет того, что нижняя часть усеченного конуса выполнена в виде отдельных полос, кромки которых снабжены ограничительными бортиками, а нижний край полос отогнут по направлению угла наклона лопаток завихрителя и расположен в горизонтальной плоскости.Кроме того, нижний отогнутый край полос направлен по касательной к окружности нижнего среза усеченного конуса.На фиг, 1 показано устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1.В корпусе 1 аппарата закреплены вихревые устройства 2 газового потока, между которыми установлены усеченные конусы 3, снабженные окнами 4 для газовой фазы, по кромке которых установлены ограничительные бортики 5, предотвращающие перетекание жидкости через окна.Окна 4 опущены до нижнего среза конуса 3 и рассекают его боковую поверхность на отдельные полосы, которые в сочетании с бортиками 5 образуют направляющие желоба 6 и 7. Нижние края желобов снабжены горизонтальными пластинами 8 и 9, придающими стекающей жидкости горизонтальное направление движения. Между вихревыми устройствами 2 и корпусом 1 образован сливной зазор 10.Направление нижних краев желобов 6 и 7 выбирается таким образом, чтобы стекающая по ним на завихрители жидкость направлялась по касательной к нижнему срезу конуса.Для упрощения сборки и разборки аппарата все элементы контактного устройства крепятся на центральной несущей штанге 11.Контактное устройство работает следующим образом.Газовый поток подается снизу и, проходя через завихрители 2, приобретает общее винтовое движение. Жидкая фаза поступает с вышележащего контактного устройства через сливной зазор 10 в верхнюю часть усеченного конуса 3, направляется ограничительными бортиками 5 в желоба 6 и 7 и стекает по ним в центральную часть вихревых устройств 2. Горизонтальные пластины 8 и 9 преобразуют вертикальную составляющую скорости жидкости в горизонтальную. При этом жидкость направляется желобами 6 и 7 по касательной к окружности нижнего среза конуса 3, обеспечивая тем самым свою начальную скорость вращения при поступлении на вихревое устройство 2. Далее жидкость захватывается газовым потоком, распыляется и приобретает вращательное движение. Возникают центробежные силы, которые отбрасывают капли к боковой стенке корпуса 1, образуя вращающуюся пленку жидкости. Последняя стекает через сливной зазор 10 на нижележа щую контактную ступень, где движение фаз повторяется.Процесс массообмена протекает везде, где осуществляется контакт фаз.Как видно из изложенного, в предлагаемом контактном устройстве при стекании жидкости с конуса 3 в центральную часть вихревых устройств 2 не образуется барботажного слоя, ведущего к возникновению уноса или проваливания жидкости через лопасти вихревых устройств 2. Объясняется это созданием оптимальных условий перетекания жидкости с одной контактной ступени на другую через конус 3,В предлагаемой конструкции контактного устройства жидкость вводится на вихревой элемент с некоторой начальной окружной скоростью. При этом направление ее движения совпадает с направлением вращения газового потока и потоки жидкости, стекающие по желобам 6 и 7, не гасят друг друга, как в известном аппарате, поэтому здесь исключается возможность возникновения барботажного слоя и уноса жидкости.Горизонтальные пластины 8 и 9 гасят осевую составляющую, что в сочетании с однона правленным вращательным движением жидкости и газа устраняет провал жидкости в центральной части вихревого устройства 2.Таким образом, описанная конструкция контактного устройства обладает рядом преимуществ по сравнению с известной, так как она обеспечивает устойчивый режим работы за счет исключения провала и уноса жидкости в центральной части контактной ступени.Ввод жидкости на вихревые устройства с начальной тангенциальной скоростью увеличивает общую скорость вращения жидкости, а следовательно увеличивается и сила удара капель жидкости о стенки корпуса. Последнее, как известно, влечет интенсификацию процесса массообмена,Использование изобретения позволит расширить область применения тепломассообменного аппарата и увеличить диапазон рабочих нагрузок по газу и жидкости. Формула изобретения 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 1. Тепломассообменный аппарат по авт. св.691141, отличающийся тем, что, с целью исключения уноса и провала жидкости в нижнем срезе конуса, нижняя часть усеченного конуса выполнена в виде отдельных полос, кромки которых снабжены ограничительными бортиками, а нижний край полос отогнут по направлению угла наклона лопаток завихрителя и расположен в горизонтальной плоскости.2. Аппарат по п, 1, отличающийся тем, что нижний отогнутый край полос направлен. Сонд орректор М. ДемчиПодписноеССР ве ре ого к ний и Раушс ж город митета С открытий кая наб.,ул. Про 4/5 ктная, 4по касательной к окружности нижнего среза усеченного конуса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеедактор Н. Егорова Тех аказ 7039/5 Тир ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Ж -Филиал ППП Патент, 61. Авторское свидетельство СССР232189, кл. 612 Г, 1961.2. Авторское свидетельство СССР691141, кл. В 01 Р 3/30, 977 (прототип).