Тепломассобменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 504 ВО 053 18,3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тносится к аппарату роцессов тепломассоо(71) Горьковский политехнический институтим. А. А. Жданова и Уральский научноисследовательский химический институт(57) Изобретение оному оформлению п мена, протекающих в системе газ (пар) жидкость, и может быть использовано для проведения абсорбции, десорбции, ректификации, охлаждения и очистки газов в химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности, в частности на стадии поглощения 50 з серной кислотой в производстве последней. Цель изобретения - повышение эффективности тепломассообмена путем турбулизации стекающей пленки жидкости спутным газовым потоком. Тепломассообменный аппарат включает корпус степлообменными трубами, тарелками с контактными элементами (КЭ) в форме труб Вентури, которые установлены соосно тепло- обменным трубам. Диффузоры КЭ выполнены за одно целое с основанием тарелки, а конфузоры (К) установлены в его углублениях. Нижние торцы К снабжены про. резями, направленными по касательной к поверхности трубы. 3 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к аппзрзтуриому оформлению процессов теиломяссообмеиз, протекающих в системе газ (пар) - жидкость, и может быть использовано лля иро ведения абсорбции, лесорбпии, ректификз. пии, охлаждения и очистки газов в химической, нефтехимической и в смежных отраслях промышленности,Целью изобретения является повышение эффективности тепломассообмена путем турбулизации стекающей пленки жидкости спутным газовым потоком.На фиг. 1 приведен теиломассообмен. ный аппарат, пролольный разрез; на фиг. 2 - контактный элемент аппарата с наличием углубления в тарелке, разрез; на фиг. 3 - сечение А - А на фиг. 2,Аппарат содержит корпус 1, трубы 2 внут. реннего теплообменцика, распределительные камеры 3, 4 ввода и вывода 5 жидкости, камеры 6 и 7 для жидкости и газа, тарелки 8 с контактными элементами 9 в форме труб Вентури, которые установлены соосно теплообменным трубам 2. Дифузоры 10 труб Вецтури выполнены за олно целое с основанием тарелки 8 (т,е. они выполнены в теле тарелки), а конфузоры 1 установлены в его углублениях 12. Горловины 13 труб Вентури (фиг. 2 и 3) имеют кольцевое сечение. В верхней 6 и нижней 7 распределительных камерах установлены вертикальные цилиндрические перегородки 14 и 15. Для лучшего распрелеления газа по сечению аппарата цилиндрические перегородки 14 и 15 выполнены со скошенным нижним торцом (уклон в сторону места подвода или отвода газа).Для прохода газа между нижними краями перегородки 14 и корпусом 1 предусмотрена кольцевая гцель 16 переменной ширины, Щель 17 под перегоролкой 15 также имеет переменную ширину. Перегородки 14 и 15 могут быть выполнены с перфорацией.Распределительная камера 4 образована верхней трубной решеткой 18 и распределительной решеткой 19, в отверстия которой пропущены трубы 2 теплообменника. Решетка 19 снабжена кольцевой целью 20 для орошения перегородки 14 и подачи жидкости к верхней тарелке 8.Аппарат имеет входной 21 и выходной 22 патрубки для газа, патрубки 23 и 24 для ввода и вывода реакционной жидкости, а также патрубки 25 и 26 лля ввода и вывода теплоносителя.Нижние торцы труб 2 закреплены в трубной решетке 27. Нижние торцы конфузо ров 11 (фиг. 2 и 3) снабжены прорезями 28, которые направлены по касательной к поверхности теплообменной тру- бы 2. В углублении 12 конфузор 11 установлен соосно трубе 2 и диффузору 10 посредством выстушн 29 Тепломзссообмсниый зиизрзт рзГотзет слслуюпим образом.Реакционная жилкост и газ подаются в аппарат прямотоком. Прямотоком также подается и теилоноситель. Реакпионный гзз через патрубок 21 поступает в распределительную камеру 6 и благодаря вертикальной цилиндрической перегородке 14 через щель 16 переменной ширины равномерно распределяется по всему периметру аппарата, Часть газа прохолит через пер. форацию в,перегоролке 14.Реакционная жидкость через пятрубок 23 поступает в распределительную камеру 4. Через кольцевые зазоры, образованные распределительной решеткой 19 и трубами 2 теплообменника, она пленкой стекает по этим трубам. Часть жилкости по кольцевой щели 20 стекает ио перегородке 14. Газ, проходя через отверстия перегородки 14, контактирует с текущей по ней жидкостью, срывает часть жидкости на тарелку 8 и вместе с газом, прошедшим через щель 16, поступает к контактным элементам 9, где вновь контактирует с жидкостью, которая по прорезям 28 поступает в горловину 13 в виде струй, направленных цо касате.чьной к поверхности трубы, генерируя на ее поверхности закрученное течение пленки жидкости.При больших нагрузках жидкость посту. пает в элементы 9 егце и переливом через верхнюю кромку конфузора. В горловине 13 скорость газа постигает 2040 м/с. Благодаря этому п.пенка жидкости, стекающая по трубе 2, сильно турбулизуется. Скорость течения пленки увеличивается, а толщина уменьшается. Лами нарный иодслой частично разрушается, вследствие чего на трубах происходит интенсивный подвод или отвод тепла. В горловине 13 часть жидкости диспергируется газом на мелкие час. тицы, контактирует с газом в элементах 9 и в пространстве между тарелками. Благодаря тому, что смоченный периметр контактных элементов 9 ве,чик, а скорость газа относительно труб значительна, происходит интенсивный тепломассообмен. В межтарельчатом пространстве поверхность контакта фаз образована летящими каплями жидкости разной дисперсности и поверхностью труб 2. С верхней тарелки жидкость и газ поступают на нижележащую тарелку. Каждая тарелка 8 обеспечивает, таким образом, перераспределение контактирующих газа и жидкости по сечению аппарата. На нижележащих тарелках в межтарельчатом пространствепроцесс повторяется.По патрубку 24 жидкость выводится из аппарата. Газ, проходя через кольцевую пель 17, равномерно распределяется по периметру камеры 7, гле освобождается от частиц жилкости, и по патрубку 22 выводится из аппарата.327%8 О 19 на ль д.- аь Газ кос дан льиг 1 Теплоноситель по патрубку 25 поступает в распределительную камеру 3, пленкой стекает внутри труб 2 и по патрубку 26 выводится из камеры 5,5 Таким образом, использование предлагаемого аппарата обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: повышение эффективности тепломассообмена (например, коэффициент теплоотдачи к тру бам со стороны межтрубного пространства в 1,25 - 1,7 раза выше, чем в известном), что позволит улучшить качество выпускаемой продукции и уменьшить размеры, а значит и металлоемкость аппарата; за сцет применения тарелок из неметаллицеского материала, снижения примерно на 300 цисла отверстий в них упрощается и становится дешевле изготовление аппарата, экономится дорогостоящая высоколегированная сталь, шедшаяранее на изготовление тарелок и контактных элементов, кроме того, снижаются требования к точности изготовления и монтажа аппарата. Указанные преиму 1 цества позволяют сократить расходы как на изготовление, так и 25 на последующую эксплуатацию аппарата, за счет чего снижается себестоимость выпускаемой продукции Применение предлагаемого аппарата, например, в качестве абсорбера холодильника в сернокислотном производстве на стадии абсорбции 50 з кислотой взамен используемых в настоящее время громоздких насадоцных колонн с выносными оросительными холодильниками приведет к снижению металлоемкости аппаратуры, уменьшению капитальных затрат и сокращению эксплуатационных расходов. формула изобретенияТепломассообменный аппарат, включающий корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с контактными элементами в форме труб Вентури, распределительные камеры ввода и вывода жидкости и газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тепломассообмена путем турбулизации стекающей пленки жидкости спутным газовым потоком, контактные элементы установлены соосно теплообменным трубам, при этом диффузоры труб Вентури выполнены за одно целое с основанием тарелки, которые в верхней части выполнены с углублениями, в которых установлены конфузоры, а торцы их снабжены прорезями, направленными по касательной к поверхности теплообменной трубы.Редактор А. Во ров нчЗаказ 3422/7ВНИИПИ Государственного ко3035 Москва,Производственно-полиграфичеСоставитель А. Сехред И. Вересираж 565нтета СССР по делЖ - 35, Раушскаяое предприятие, г. ндорКорректор А. ИльинПодписноем изобретений и открытийнаб., д, 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4