Тепломассообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХМЭВФЛЩЕ;НЕРЕСПУБЛИК ае.ак 2 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ КОМИТЕТ, СССРНИИ И ОТНРЫТИИ РЕТЕНИЯ ТВУ ов. ци ЬСТВ.Ь 6, 197 НЫЙАП убками ующих фаэубы, э х, вп вводавнут акреп 6 лосПИСАНИЕАВТОБУСНОМУ СВИДВТВЪФ(54)(57) ТЕПЛОМАССООВМЕНсодержащий корпус с патри вывода вэаимодействри которого размещены трленные в трубных решетка М 59 В 01 0 53/18 у В 01 тях труб установлены контактныеустройства, каждое из которых выполнено в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что,сцелью интенсификации процесса путеммногократного контактирования фаз,каждое контактное устройство снабжено дополнительными усеченными конусами, один из которых установлензеркально на большем основании, адругой - соосно с конусами на расстоянин от верхнего конуса с образованием зазора для прохода жидкости.Изобретение относится к химическому аппаратостроению и может быть использовано для очистки газа от пыли и осуществления процессов тепло- и массообмена в условиях про-, тивотока.Известен трубчатый скруббер для абсорбции трехокиси серы в произ. водстве с серной кислоты, содержащий корпус, снабженный штуцерами для ввода и вывода взаимодействующих потоков, В полости корпуса с помощью трубных решеток укреплены трубы, по которым пропускается орошаемая жидкость, а в межтрубном пространстве движется охлаждающая вода 11 15.Недостаток этого скруббера состоит в небольшой его эффективностинизкой производительности, ограниченной области использования. Низкая 2 рпроизводительность определяетсянебольшой линейной скоростью газаи небольшой поверхностью контактафаз.Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, с патрубками для ввода и вывода взаимодействующих фаз, внутри которого размещены трубы, закрепленные в трубныхрешетках, в полостях труб установлены контактные устройства, каждоеиэ которых выполнено в виде усеченного конуса, направленного меньшим.основанием вниз 21Недостаток известного аппаратасостоит в небольшой его эффектив- З 5ности - недостаточной производительности, большом гидравлическом сопротивлении, сложности устройства.Недостаточная производительностьвытекает из ограниченности активных 40взаимодействиЯ между газом и жидкостью,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса путем многократного контактирования Фаэ. 45Указанная цель достигается тем,что в известном тепломассообменномаппарате, содержащем корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, внутри которого размещенытрубы, закрепленные в трубных решетках, в полостях труб установленыконтактные устройства, каждое иэкоторых выполнено в виде усеченногоконуса, направленного меньшим основанием вниз, каждое контактное устройство снабжено дополнительнымиусеченными конусами, один иэ кбторыхустановлен зеркально на большем основании, а другой - соосно с конусамина расстоянии от верхнего конуса с 60образованием зазора для прохода жидкости,Указанное конструктивное оформление контактных труб увеличиваетколичество и эффективность контак тов взаимодействующих фаз и проявляется в увеличении производительности аппарата.Блоки усеченных конусов устанавливаются в контактных трубах сшагом 1-2 0 по высоте(В - диаметрконтактной трубы), Если принятьсреднюю высоту контактных труб Ъ =15 м (в виде 3-5 секций), то втрубах диаметром 300 мм может бытьустановлено 50 блоков усеченныхконусов. Они обеспечат 50 контактовгаза и жидкости, вследствие чегодостигается цель изобретения поувеличению количества контактоввзаимодействующих фаз.Каждый блок, состоящий из двухпарных конусов и одного дополнительного конуса, обеспечивает два местных контура циркуляции жидкости.Эа счет этого обеспечивается накопление жидкости в блоках и болеевысокая плотность орошения контактных труб. В результате достигаетсяувеличение эффективности контактоввзаимодействующих фаз, Это такжепроявляется в увеличении производительностиаппарата.На фиг. 1 представлена верхняячасть аппарата, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - верхний участокконтактной трубы.Аппарат содержит корпус 1, снабженный патрубком 2 для ввода жидкойФазы и патрубком 3 для вывода отработанного газа (патрубки вводагаза и вывода отработанной жидкойФазы, размещенные в нижней части .корпуса, не показаны),В полости корпуса 1 установленатрубная решетка 4, в отверстияхкоторой укреплены контактные трубы5. Их верхние концы выступают надтрубной решеткой 4 и снабжены(Фиг. 2) отверстиями б для ввода втрубу жидкой фазы. В полости трубыпо высоте размещены блэки усеченныхконусов, выполненных в виде конфузоров 7 и 8 и диффузорз. 3 Хонфузор8 и диффузор 9 скреплены с трубой5,а конфуэор 7 установлен на расстояник от конфузора 8 и скреплен сним (крепление не показано).Аппарат работает следующимобразом.Жидкость вводится в аппарат сверху через патрубок 2. Она растекаетсяпо трубной решетке 4 и через отверстия б поступает в трубы 5. Стекая вниз жидкость заполняет карманы,образованные конфузорами 8 итрубами 5. Как только жидкостьпоявится в кубе, в скруббер подается газ. Он проходит. полости труб,эффективно контактирует под каждымблоком усеченных конических обечаекс жидкой Фазой, вследствие чегодостигается заданная степень переработки газа или жидкости. Отработанный газ выводится иэ скруббера через патрубок 3.Рассмотрим более подробно взаимодействие потока газа и жидкости на примере верхнего блока усеченных конических обечаек (фи 1. 2). Поток газа обозначен длинными, а поток жидкости - короткими стрелками.На подходе к блоку обечаек газ движется по всему сечению трубы 5. Но при приближении к диффузору 9 поток газа сужается, его скорость увеличиваетсяВследствие этого гаэ захватывает значительную часть стекающей с диффузора 9 жидкости. При входе в пространство между диффузором 9 и конфузором 8 поток газа снова расширяется и его скорость уменьшается, Часть захваченной жидкости отбрасывается газом на диффуэор 9 и она тут же стекает с него вниз. Образуется местная циркуляция жидкости.При прохождении конфузоров 8 и 7 поток газа снова сужается и его скорость возрастает. Вследствие этого газ захватывает часть жидкос,ти, вытекающей из зазора между конфузорами 8 и 7. Но на выходе из конфузоров газовый поток снова расширяется, его скорость падает Вследствие этого часть захваченной жидкости отбрасывается к стенке трубы 5, Эта жидкость соединяется с жидкостью, поступающей из отверстий 6, и, перетекая по зазору между конфузорами 8 и 7, взаимодействует с потоком газа. Таким образом появляется второй циркуляционный контур жидкости.Вследствие циркуляции части жидкости в областях блоков усеченных конических обечаек происходит накопление жидкости.В результате в области блоков возрастает плотность орошения и увеличивается эффективность контактов жидкости с газом. Эффективное контактирование потоков газа и жидкости осуществляетсяи под диффузором 9 т.е. между блоками. Стекающая в виде пленки сдиффуэора 9 жидкость распадаетсяна капли, которые сталкиваются поддиффуэором. В результате столкновения и под действием потока газакапли дробятся и образуют новую развитую поверхность. Наряду с эффек тивным взаимодействием при этомоблегчается захват части жидкостигазом для образования циркуляцииее в области блоков.Таким образом, в контактных 5 трубах обеспечивается многократноеи эффективное контактирование взаимодействующих потоков, что увеПичивает производительность аппарата.Так как в трубах газовый потокмногократно сужается и расширяет.ся без изменения направления движе,.ния, то многократное и эффективноеконтактирование потоков достигаетсяза счет относительно небольшого гидравлического сопротивления аппарата.Вследствие этого снижаются энергетические затраты на работу аппарата.Предлагаемое устройство отлнчатся простотой конструкции. Вследъвие этого снижены расходы на его З изготовление, обслуживание н ремонт,что наряду с увеличением производительности, также снижает себестоимость обработки газа нли жидкости.Каждая секция труб может крепить ся не тольков отверстиях однойтрубной решетки, но и в двух трубныхрешетках. В этом случае межтрубноепространство может быть использовано для охлаждения потоков, движу 4 п щихая в трубах.Аппарат может быть изготовлендля работы как под атмосферным, таки под повышенным давлением. Корпусаппарата и контактные трубы могутиметь различную форму в сечениикруглую, прямоугольную и т.д.1101282 4694/6 Тираж 682ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская Зака одписнССР б., д,П "Патент"; г, Ужгород, ул. Проектна лиаСоставитель Г.уру ва с ор Н,Лазаренко Техреду. Кузьма Корректор Ю.Макаренк