Аппарат с насадкой

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1) В 01 Р 53/20 ПИСАН БРЕТЕН ЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Ивановский ордена ТрудовогоКрасного Знамени химико-технологический институт(56) 1. Патент СВА В 3749380, В 14,1973.,2. Авторское свидетельство СССРВ 725688, кл. В 01 Э 53/20, 1980.3, Авторское свидетельство СССРВ 682255, кл, В 01 0 53/20, 1979.4. Авторское свидетельство СССРВ 850183, кл, В 01 Р 53/20, 1981.5, Авторское свидетельство СССРВ 791401, кл. В 01 Э 3/32, 1980(54) (57) АППАРАТ С НАСАДКОЙ дляпроцессов массообмена в системегаз-жидкость и пылеулавливания,включащий вертикальный корпус свходным и выходным штуцерами длягаза и жидкости, насадочные телана струнах и дистанционную опорнуюрешетку, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью интенсификациипроцесса за счет саморегулированиясистемы и увеличения поверхностиконтакта Фаз, струны и дистанционная решетка выполнены из злементовцепи, а корпус снабжен по перифериивертикальной направляющей скобой,к которой подвижно прикреплена дистанционная решетка,115Изобретение относится к усовершенствованию подвижных насадок для процессов массообмена, проводимых в аппаратах, принцип действия которых основан на использовании трехфазной динамической системы (газ - жидкость - подвижная насадка). Алпаратц с трехфаэной системой широко применяются в химической, нефтехимической, легкой промышленностях,16 энергетике и некоторых других отраслях народного хозяйства.Известны аппараты с ограниченным перемещением подвижных насадок в лсевдоожиженном слое гаэожидкостной системц, позволяющие интенсифициро-, вать процессы массообмена, но вместе с тем не лишены отдельных недостатков.Так, например, в 1 насадка, за;ашченйая между опорно-распределительной и ограничительной решетками и нанизанная на короткие стержни, не позволяет в полной иере испольэовать динамические свойства барботажного слоя. Насадка, воспринимая кинетическую энергию от подводимого извне потока газа, не может достаточно активно воздействовать на га эожидкостный поток иэ-за сильногоограничения подвижности насадочных30, ел еНесколько больше используются ди ,намические свойства в аппарате 123 .с насадкой, которая заключена в неподвижные шары-сетки. 33Однако эффективность этих аппаратов также невелика, поскольку заключенная в шарах-сетках насадка воздействует лищь на малце объемы барботвжного слоя. В аппарате 33, 40 в котором шаровая насадка нанизана слоями иа вертикальные струны, эти недостатки исключены, однако эффективность этого аппарата также невысока, так как характер движения паров, расположенных в верхних слоях насадки, сильно зависит от воздействия вертикальных струй газа (жидкости). В конструкции аппарата 43, где каждый элемент насадки снабжен 3гибкой нитью, соединяющей ,егос решеткой, этот отрицательныйэффект ликвидирован, однако это конструктивное рещение подвижной насадкой допускает ряд нежелательных явлений: сбивания элементов насадки в агломераты из-за спутцвания длинных связей друг с другом и, не 2630 2способ нос ти насадки разбивать круп-.ные газовые пузыри.Наиболее близким к предлагаемомуявляется аппарат с насадкой для процессов массообмена, включающий насадочные тела, наннэанные на гибкиеструны, закрепленные хонсольно с двух сторон опорной решетки. Аппарат содержит вертикальный корпус с входным и выходным штуцерами для газа и жидкости, насадочные тела, нанизанные на гибкие струны, опорную и дистанционные решетки 5 1.Однако известная насадка обеспечивает хорошее перемешивание газожидкостного потока только в горизонтальной плоскости и лишь очень незначительно - в вертикальной, т.е, не полно используется рабочий объем аппарата.Кроме того струны, на которых нанизаны насадочные тела, сами не являются перемещивающими элементами насадки, что обуславливает недостаточную диспергацяе и турбулизацию гаэожидкостного потока, т.е. снижает эффективность конвективного массообмена.Известная насадка не обеспечивает стабильной турбулизации в аппарате при изменении (повышении или понижении) скорости ожижающего агента (газа) и плотности орошения жидкости, Это приводит к тому, что в случае возникновения указанных изменений происходит либо проскок больших газовых пузырей и образование крупных турбулентных струй, либо приводит к снижению процента использования насадки соответственно.Это отрицательно сказывается накинетике процесса массообмена в трехфазной динамической системе, а также нв позволяет полностью испольэовать рабочий объем аппарата,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса за счет саморегулированиясистемы и увеличения поверхностиконтакта фаз.Укаэанная цель достигается тем,что в аппарате, включающем вертикальный корпус со штуцерами, насадочные тела на струнах, опорную и дистанционные решетки, струны и дистанционная решетка выполнены из элементов цепи, корпус снабжен по периферии вертикальной направляющей скобой, к которой подвижно закреплена дистанционная решетка.3 1152На фиг,1 представлен аппарат с насадкой, сечение на фиг.2 - узел 1; на фиг.1; на фиг.З - аппарат с насадкой, вид сверху.Аппарат включает корпус 1,опорную решетку 2, участки цепи 3, играющие роль гибких связей и одновременно являющиеся элементами насадки, насадочные тела (шары) 4, вертикальную направляющую скобу 5, дистанционную 10 решетку 6 из элементов цепи.Аппарат с насадкой работает следующим образом.В режиме псевдоожижения в непосредственной близости от опорной ре щетки 2 происходит сильная турбулизация гаэожидкостного потока, кото. рая характеризуется большим числом лоМальных струй и течений с широким спектром частот, образованием крупных газовых каверн, циркуляцнонных кбитуров и другими нежмательньми явлениями, т,е. неоднороден и не имеет осевой симметрии. Интенсивные струи газа и жидкости обтекают ниж ний слой насадки, тогда в силу неравномерности скоростей локальных струй возникают интенсивные колебания шаровой насадки 4, передающиеся гибкии связям (участкам цепи 3) и вь 1 шележащнм слоям насадочных тел 4, Так как гирлянды насадочных тел 4, соединенных гибкими связями наса- дочных элементов, связаны между со бой горизонтальной сеткой дистанциФ35 онной решеткой 6 из элементов цепи, то вся подвижная насадка приходит и интенсивное колебательное движение и в свою очередь воздействует на турбулентный газожидкостный поток в аппарате. За счет интенсивных колебаний участков 3 и насадочных тел 4 происходит относительное выравнивание скоростей локальных струй турбулентного потока, так как элементы насадки связаны друг с другом. Кроме того, благодаря различной форме элементов насадки, последние колеблются с различной частотой и амплитудой, а это обуславливает хорошую диспергацию и неремешнвание потока, способствует увеличению поверхности контакта фаз и частоте ее обновления. Пленка жидкости, образующаяся на поверхности насадоч 55 ных тел 4, отрывается под действием кинетической энергии турбулентного потока и дйспергируется на капли,630отдельные из которых затем снова коагулируются, и так далее. Гибкие связи из участков цепи 3, колеблясь, разрывают поток, дробят локальные турбулентные струи, перемешивая среду+Хорошему перемешиванию гаэожидкостного потока и более полному использованию рабочего объема аппарата способствует также то, что гори - зонтальная сетка 6 нз элементов цепи подвижно закреплена на направляющих скобах 5 и имеет возможность вертикального перемещения, Так как гирлянды насадочных тел 4 связаны с горизонтальной сеткой, то при воздействии турбулентного потока на последние возможность вертикального перемещения получает вся насадка, что еще более повышает интенсивность перемешивання фаз.Последнее обстоятельство предполагает также саморегулирование насадки, заключающееся в спедующем. При снижении интенсивности поступающего .- аппарат турбулентного потока насадка благодаря подвижному закрепленво горизонтальной сетки опускатся, становится плотнее, т.е.уменьшается живое сечение аппарата, а интенсивность потока возрастает.При повькенни интенсивности газо- жидкостного потока насадка, поднимаясь, увеличивает живое сечение. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает стабилизацюо турбулентности потока при внезапном или предусмотренном ходом технологического процесса изменении его начальной интенсивности и исключает режим захлебывания аппарата. Таким образом, предлагаемый аппарат с насадкой позволяет значительно интенсифицировать работу массообменных аппаратов с трехфазной динамической системой (газ - жидкость - подвижная насадка) и добиться высокой эффективности их использования, а также позволяет избежать эффектов, отрицательно сказывающихся на процессе массопереноса, имеющих место в известном аппарате с насадкой,.за счет интенсификации процессов массопереноса, высокой степени турбулизации и диспергации потока и увеличения поверхности контакта фаэ в объеме аппарата.1152630 лиал ППП "Патент"Ужгород, ул.Проектная, 4 ВНИИПИ Тирам Заказ 2369 Подписное