Тепломассообменный аппарат

(51) 4 В ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Научно-исследовательскийинститут мономерон для синтетического каучука и Ярославский политехнический институт(57) Изобретение относится к оборудованию для проведения тепломассообменных процессов и может быть использовано в нефтехимической, химической,теплоэнергетической и других отраслях промьппленности и позволяет расширить диапазон режимов работы и повысить эффективность аппарата эа счетувеличения скорости газового потока.Тепломассообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус с крьппкой,в котором установлены тарелки, состоящие из концентрического желобаперетоками и патрубка с отбойным элментом, а также патрубки для вводаи вывода жидкости и газа. На верхнем конце патрубка тарелки установленыодно над другим устройства, ныполиенные в виде усеченных конусов с отверстиями на боковой поверхности,причем верхнее устройство выполнено ступым углом при вершине конуса и усч,тановлено нижним основанием с зазором к стенкам корпуса, а нижнее устройство имеет острый угол при вершине конуса, установлено нижним оенованием на стенках корпуса на расстоянии не более 0,5 диаметра корпуса ап"парата от нижнего торца патрубка исоединено со следующей тарелкой вер.тикальной трубкой. Крьппка аппаратаможет быть выполнена в форме усеченного конуса с острым углом при вершине равным острому углу устройствапод тарелкой, и нижним основанием,отстоящим от нижнего торца, вертикального патрубка для нвода жидкостине более, чем на 0,5 диаметра корпуса, причем патрубок для ввода газаустановлен тангенциально коническойповерхности крьппки, Отверстия на боконой поверхности конусов могут бытьвыполнены в виде треугольных прорезей с отогнутыми краями. 2 э.п. ф"лы,1 ил.Изобретение относится к оборудованию для проведения тепломассообмен-д ных процессов и может быть использовано в нефтехимической, химической, теплоэнергетической и других отраслях промышленности.ель изобретения - расширение диапазона режимов работы и повышение эффективности аппарата за счет увеличения скорости газового потока. На чертеже изображен тепломассообменный аппарат, общий вид,Тепломассообменный аппарат имеетштуцеры для ввода жидкости 1 и дляввода газа 2, Штуцер для ввода жидкости расположен в верхней части конической крышки 3, а штуцер для ввода газа - тангенциально коническойповерхности крышки 3. Последняя герметично соединена с цилиндрическимкорпусом 4 аппарата, например, с помощью панцев. Штуцер для ввода жидкости непосредственно переходит в 25цилиндрический патрубок 5, расположенный вертикально, С зазором относительно нижнего торца патрубка 5 установлен отбойный элемент 6, ниже ко-,торого установлен концентрическийжелоб 7, Последний с помощью нескольких радиальных перетоков 8 соединенс патрубком 9, который расположенвертикально, С зазором относительнонижнего торца патрубка установленотбойный элемент 6. Коаксиально патрубку 9 установлен усеченный конус10, верхнее основание которого жестко, например на сварке, соединено спатрубком 9 в месте подсоединения кпатрубку перетоков. Нижнее основаниеконуса жестко соединено с внутреннейстенкой корпуса 4 выше отбойногоэлемента не более, чем на 0,5 диаметра корпуса. В месте касания конусаЮ и корпуса 4 аппарата установленыпо периметру несколько вертикальныхтрубок 11, нижний торец которых опущен в желоб 7 для сбора жидкости следующей тарелки. Над конусом 10 укреплен на жидкостном патрубке конус5012 с тупым углом при вершине, с зазором относительно стенок корпуса.В конусах 10 и 12 на боковой поверхности расположены тангенциальные отверстия 13 и 14, которые могут бытьвыполнены, например, в виде треугольных прорезей с отогнутыми внутрькраями. Жидкость поступает в аппарат через штуцер 1, движется по патрубку 4 и вытекает через зазор 15, обра зуя куполообразную пленку, которая достигает стенок корпуса аппарата и стекает по стенкам в желоб 7,Из желоба 7 через несколько радиальных перетоков 8 (обычно четыре) жидкость поступает в патрубок 9. Из последнего жидкость через зазор 15 вытекает во внутреннюю полость аппарата, образуя куполообразную пленку, которая достигает стенок аппарата и стекает в нижележащий желоб. Далее жидкость проходит несколько аналогичных контактных ступеней и выводится из аппарата. Без подачи газа жидкость, вытекая из зазора, образует купол с опущенными вниз краями. При поступлении газа через штуцер 2 в пространстве, образованном конической крышкой, стенками корпуса и пленкой жидкости, образуются циркуляционные вихревые токи газа, которые захватывают и поднимают пленку жидкости. В результате образуется жидкостный купол с поднятыми вверх края- ми, который многократно с большой скоростью омывается циркулирующими вихревыми токами газа. Часть газового потока прорывает пленку у стенок аппарата и поступает через окна между перетоками 8 на устройство закрутки газа, Газовый поток проходит через тангенциальные отверстия 14 и закручивается. Одновременно капли жидкости, увлеченные газовым потоком, отбиваются на конусе 1 2 и через зазор 16 стекают в пространство между конусом 10 и корпусом 4 и через трубки 11 перетекают в желоб 7. Газовый поток из отверстий 1 4 дополнительно закручивается в отверстиях 13 и поступает в пространство, образованное стенками корпуса 4, конусом 10 и жидкостной пленкой, вытекающей из зазора 15, В этом пространстве происходит процесс взаимодействия пленки жидкости и вихревых токов газа аналогично укаэанному. Газовый поток прорывает пленку жидкости у стенок корпуса, затем через окна, образованные между нижележащими перетоками жидкости, поступает в следующую ступень контактирования, Далее газ проходит несколько аналогичных контактных ступеней и выводится из аппарата.14457 В тепломассообменном аппарате происходит взаимодействие пленки жидкости с вихревыми токами газа. При увеличении объемной подачи газа не про 5 исходит разрушения пленки жидкости, благодаря чему увеличивается диапазон работы аппарата. Многократная циркуляция газового потока внутри конуса, нижним основанием которого яв ляется пленка жидкости, существенно увеличивает интенсивность тепломассообмена, Предлагаемая конструкция объединяет преимущества прямоточных аппаратов 1 высокая эффективность 1 Б благодаря высокой скорости движения газового потока) и преимущества пленочных аппаратов (эффективность взаимодействия пленки жидкости с газовым потоком, простота и надежность конст рукции, возможность перехода к аппаратам большой единичной мощности путем продольно-поперечного секционирования). 25формула изобретения 1, Тепломассообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус с крышкой, в котором установлены тарел- ЗО ки, состоящие из концентрического желоба с перетоками и патрубка с отбойным элементом, и патрубки для ввода и вывода жидкости и газа, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона режимов 424работы и повышения эффективности аппарата за счет увеличения скорости газового потока, он снабжен установленными на верхнем конце патрубка тарелки одно над другим устройствами, выполненными в виде усеченных конусов с.отверстиями на боковой поверхности, причем верхнее устройство выполнено с тупым углом при вершине конуса и установлено нижним основанием с зазором к стенкам корпу" са, а нижнее устройство имеет острый угол при вершине конуса и установлено нижним основанием на стенках корпуса на расстоянии не более 0,5 диаметра корпуса аппарата от нижнего торца патрубка и снабжено вертикальной трубкой, соединяющей его со следующеи тарелкои2, Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что крышка аппарата выполнена в Форме конуса с острым углом при вершине, равным острому углу нижнего устройства под тарелкой, и нижним основанием, отстоящим от нижнего торца патрубка для ввода жидкости не более чем на 0,5 диаметра корпуса аппарата, а патрубок для ввода газа установлен тангенциально конической поверхности крышки.3. Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что отверстия на боковой поверхности конусов выполнены в виде треугольных прорезей с отогнутыми внутрь краями..Олийнык едактор И.Горн Коррек Хр каз 6652/9 Тираж 642 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д