Пленочный массообменный аппарат

(53) УДК 66.015. .23.05 (088.8) Опубликовано 15.12.82. Бюллетень46Дата опубликования описания 25.12.82 по делом изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Ярославский политехнический институт(54) П,ЛЕНОЧНЫй МАССООБМЕННЫЛ АППАРАТ Изобретение относится к массообменным аппаратам химической промышленности. Известен масссюбменный аппарат с плоскопараллельной насадкой, которая изготавливается из гладких гофрированных металлических пластин, пластмассы, стеклоткани. Аппарат состоит из корпуса, внутри которого крепится неподвижно насадка. Жидкая фаза поступает сверху и, за счет распределительных устройств, равномерно смачивает поверхность насадки. Газовая смесь движется противоточно. Массообмен между фазами осуществляется в пленочном режиме движения жидкости 11.Недостатком указанного аппарата является то, что эффективная работа его возможна лишь при соблюдении постоянства материальных потоков и физических свойств жидкости.Известен пленочный массообменный аппарат с подвижной проволочной насадкой, позволяющей частично устранить недостатки аппаратов с неподвижными насадками и интенсифицировать процесс массообмена при изменяющихся расходах жидкости и газа, В указанном аппарате поверхность пленкообразования образуется вертикально расположенными проволочными нитями, которые закреплены на цилиндрических поверхностях стаканов; нижнего неподвижного и верхнего поворотного. Жидкая фаза поступает 5 на верхний стакан и, .растекаясь по насадке в виде жидкостной трубы, движется вниз, взаимодействуя с газовым потоком, При изменении расхода жидкости или ее физических свойств для предотвращения разрыва жидкоствой пленки необходимо изменить величину зазора между нитями, что выполняется посредством поворота верхнего стакана относительно нижнего с помощью регулировочного винта 12.Недостатком данного аппарата является 15 то, что в нем возможно эффективное проведение процессов с большим сопротивлением переносу только со стороны жидкой фазы, так как насадка обеспечивает турбулизацию движения жидкостной пленки и снижает ее диффузионное сопротивление. При проведении процессов с большим сопротивлением переносу со стороны газовой фазы аппарат не эффективен, так как в нем не обеспечивается трубулизация движения газового потока. Кроме того, на насадке воз 980742можны разрывы жидкостной пленки вследствии незначительной кривизны ее поверхности. Аппарат позволяет изменять нагрузкитолько по жидкой фазе и не позволяет изменять в широких пределах нагрузку по газовой фазе, так как при увеличении скорости газа в аппарате возможен разрыв жидкостной трубы,Цель изобретения - повышение эффективности массообменного процесса за счеттурбулизации движения газовой и жидкойфаз при расширении допустимого колебания нагрузок.Указанная цель достигается тем, что впленочном массообменном аппарате, содержащем корпус, крышку и днище, подводящие и отводящие штуцерц, плоскопараллельную насадку, соединенную с приводом, каждая пара листов плоскопараллельной насадки снабжена соединяющим их пантографом.Привод выполнен в виде клинового механизма, соединенного с электродвигателем.На фиг. 1 изображен пленочный массообменный аппарат, общий вид; на фиг. 2плоскопараллельная насадка, деформированное состояние.Аппарат состоит из корпуса 1 прямоугольного сечения, крышки 2 и днища 3 со штуцерами. Внутри корпуса 1 установлена плоскопараллельная насадка 4, выполненная в видегибких листов из металла или пластмассы,которые с помощью шарниров 5 соединенысо звеньями шарнирно-рычажного механизма пантографа 6. Верхняя часть насадки 4крепится неподвижно, а нижняя соединяетсясо штоком 7 клинового механизма, герметизация сопряжения которого с днищем 3достигается сальниковым уплотнением 8.Клин 9 клинового механизма соединен с валом электропривода 1 О винтом 11. Коллектор 12 и распределительные устройства 13предназначены для подачи жидкой фазына насадку, Деформация насадки осуществляется посредством электропривода 1 О, который с помощью винта 11 преобразует вращательное движение вала электроприводав поступательное перемещение клина 9по горизонтали. Сопряжение звеньев клинового механизма обеспечивает вертикальноеперемещение штока 7. Шток при своем воздействии на узлы А и А, и в силу жесткого крепления узлов Б и Б, механизмов пантографа 6 приводит к уменьшению высотынасадка по линиям АБ и А Б.Сокращение длины насадки приводит кдеформации ее гибких листов между соседними звеньями механизмов 6 в вертикальной плоскости и насадка принимает волнообразную форму. Выравнивание поверхности происходит при обратном включении электро- привода 1 О. В этом случае звенья клинового механизма будут перемещаться в противоположном направлении: клин 9 за счет обратного вращения винта 11, а шток 7 под действием силы упругой деформации листов насадки.Способность поверхности насадки принимать волнообразную форму увеличивает устойчивость движения жидкостной пленки при повышении расхода газовой фазы, а также увеличивает эффективность процесса вследствие одновременной турбулизации жидкостной пленки пристенного газового слоя.15 Массообменный аппарат работает следующим образом.Жидкость, поступающая из коллектора12 через распределительные устройства 13 на насадку 4, равномерно смачивая ее поверхность, движется вниз, Массообмен осуществляется при противоточном обтекании жидкостной пленки газом. В случае ссютветствия расходов фаз и физических свойств жидкости расчетным значениям волнообразность насадки соответствует среднему зна чению радиуса кривизны от его максимальной и минимально возможной величин. В случае колебаний нагрузок по обеим фазам, а также при изменении физических свойств жидкости необходимо скорректировать радиус кривизны в ту или иную сторону.30Формула изобретения1. Пленочный массообменный аппарат,содержащий корпус, крышку и днище, подводящие и отводящие штуцеры, плоскопараллельную насадку, выполненную из листов, соединенную с приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массообменного процесса за счет тур 40 булизации движения жидкой и газовой фазпри расширении допустимого диапазона колебаний нагрузок, каждая пара листовплоскопараллельной насадки снабжена соединяющим их пантографом.2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем,45 что привод выполНен в виде клинового механизма, соединенного с электродвигателем,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Химическая промышленность, 1953,Л 7 с 218 223.2. Авторское свидетельство СССРМо 582799, кл. В 01 Р 53/20, 1975,