Контактное массообменное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 Р 47 ТЕНИЯ САНИЕ И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к контактныммассообменным устройствам и может бытьиспользовано на предприятиях химической,металлургической и других отраслях промышленности, в частности для очистки газа от жидкостных аэрозолей. Цель изобИзобретение относится к контактным массообменным устройствам, может быть использовано на предприятиях химической, металлургической и других отраслях промышленности, в частности, для очистки газа от жидких аэрозолей и является усовершенствованием известного устройства по авт. св.1243783.Цель изобретения - повышение производительности устройства за счет увеличения верхнего предела критической скорости газа при одновременном снижении эксплуатационных затрат.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1,Контактное массообменное устройство содержит конфузор 1, диффузор 2, между которыми размещено конфузорно-диффузорное сужение 3 с размещенными в нем форсунками 4. В диффузоре 2 установлен конический лопаточный завихритель 5, лопатки 6 которого установлены тангенциально или.803 503867 ретения - повысить производительность за счет увеличения верхнего предела критической скорости газа при одновременном снижении эксплуатационных затрат. Контактное массообменное устройство состоит из конфузора, диффузора, конфузорно-диффузорного сужения, форсунки, завихрителя, лопаток, полого обтекателя, патрубка вывода газожидкостной смеси, корпуса сепаратора, внутри которого установлена цилиндрическая обечайка . циркуляционного канала, верхнего отбойного конуса, прчкрепленного к патрубку вывода очищенного газа, нижнего отбойного конуса, гидрокармана, кольцевого порога, переточных каналов, соединяющих гидрокарман с полым обтекателем, 2 ил. под некоторым углом к образующейся по- ф верхности. Установкой лопаток 6 завихрителя 5 под углом с друг к другу создают межлопаточные каналы конфузорного профиля. К меньшему основанию 7 завихрителя 5 прикреплен полый конусный обтекатель 8, при этом площадь поперечного сечения конфузорно-диффузорного сужения 3 равновелика площади проходного поперечного сечения в месте крепления конус- ного обтекателя 8 к завихрителю 5. Большее основание 9 завихрителя 5 расположено в плоскости наибольшего поперечного сечения диффузора 2, при этом площади их равны по величине. Здесь же установлен .патрубок О выхода газожидкостной смеси.Внешняя боковая поверхность завихрителя 5 образует с внутренней боковой поверхностью диффузора 2 кольцевой канал переменного поперечного сечения, уменьшающегося по направлению от меньшего основания 7 завихрителя 5 к большему основанию 9, а внешняя боковая поверхность ко15038 3цу сноп обтекателя 8 образует с внутренней боковой поверхностью диффузора 2 кольцевой кацал переменного поперечного сечения, прц этом площади круговых поперечных сече ий диффузора 2 увеличиваются в направлении от конфузорно-диффузорного сужения 3 до вершины обтекателя 8, расположенной вне его плоскости, а площади кольцевых поперечных сечений кольцевого канала от вершины обтекателя 8 до места крепления обтекателя к завихрителю 5, т.е. до меньшего основания 7 конического завцхрцтеля, уменьшаются.(: диффузором 2 соосно соединен корпус 11 сепаратора, в верхней части которого размещен патрубок 12 отвода очищенного газа, а в нижней. - патрубок 13 отвода шлама. Во внутренней части корпуса 1 сс царатора также соосно установлена кацлеулавливак)щая цилиндрическая обечайка 14, образующая с корпусом 11 сепаратора канал 15 для циркуляции орогцаюцьей (промывной) жидкости. К патрубку 12 отвода очищенного газа прикреплен верхний отоойцый конус 16, а нижний отбойный конус 7 прикреплен к корпусу 11 сепаратора и размещен в его нижней части над кармацом 18, образованным кольцевым поролю 19, прикрепленным к диффузору 2, и цатрубкам 10 выхода газожидкостной смеси. Карман 18 соединен цереточными каналамн 20 с полым обтекателем 8, в котором вмонтирована форсунка 4, при этом форо цок может быть и несколько.Устройство работает следующим обраом.Газ, включаюций аэрозоли, подают через коцфузор 1 и коцфузорцо-диффузорцое сужение 3 в диффузор 2, откуда он поступал в корпус 11 сепаратора, где в поле центробежных сил жидкие аэрозоли отделяются от газа ц в виде пленок стекают по внутренней и наружной поверхностям каплеулавливаюцсй цилиндрической обечайкой 14 в карман 18, откуда жидкость по перето гцым каналам 20 поступает в полый обтекапгель 8 и через дренажную орошаемую форсуцку 4 подается на диффузор 2. Газожидкостцый поток попадает цри этом в зону, образованную конфузорно-диффузорцым сужением 3 и меньшим основанием 7 коццческого завцхрителя 5, в которой поток сначала расширяется, а затем сужается, в рсзульгате чего газожидкостный поток цолучаст турбулизующий импульс, распространяющийся в ядро потока, перемешивая црц этом газожидкостцую смесь и первоначально промывая газовый поток. Затем газожидкостный поток поступает в кольцевой канал между завихрителем 5 и дцффузором 2, обеспечивающий изокинетцчцость потока цо длине всего этого канала и изокинетичный вход в межлопа 674точные каналы по всей их высоте. При этом турбулентные пульсации, полученные в зоне размещения обтекателя 8, не затухают по всей длине этого канала. На входных кромках лопаток 6, расположенных на внешней боковой поверхности завихрителя 5, образуются пристеночные вихри, также турбулизирующие поток. При входе в межлопаточные каналы конфузорного профиля поток получает дополнительный турбулизирующий импульс. Выходя из межлопаточных каналов на внутреннюю поверхность лопаток 6, струи газожидкостного потока соударяются под углом друг к другу, в результате чего происходит наложение струй, при этом струя, истекающая из каждого межлопаточ ного канала, испытывает динамическое давление такой же струи, истекающей из предыдущего канала по направлению завихрения потока. Это также способствует образованию межфазной турбулентности, приводит к повышению массообмена и эффективности очистки газа. Образовавшаяся в результате вращения пленка жидкости, включаюгцая аэрозоли, поднимается по внутренней периферийной поверхности конического завихрителя 5 и поступает в сепаратор, куда одновременно из центральной части конического завихрителя 5 поступает газ. В поле центробежных сил пленка жидкости дегазируется на внутренней поверхности каплеулавливающей цилиндрической обечайки 14. При малых скоростях газа вся пленка стекает по этой поверхности в карман 18, откуда по переточным каналам 20 поступает в полый обтекатель 8, а оттуда в форсунку 4. При скоростях газа выше 10 м/с, обеспечивающих повышение производительности устройства, часть жидкости транспортируется вверх происходит интенсивный вторичный унос жидкости с газом). Эту жидкость улавливают отбойным конусом 16 и направляют в циркуляционный канал 15, из которого с помощью отбойного конуса 1 направляют в карман 18, откуда ее по переточным каналам 20 направляют в полый обтекатель 8, после чего с помощью форсунки 4 жидкость вновь подают на орошение (промывку) газового потока, включающего аэрозоли. По мере захвата новых жидких аэрозолей орошающей жидкостью уровень жидкости в кармане повышается. Увеличивается ее напор и расход через форсунки. При достижении уровнем жидкости кромки кольцевого порога 19, расход жидкости стабилизируется, а ее избыток переливается через кромку, при этом жидкость выводят из аппарата через цатрубок 13 отвода шлама. Регулируя высоту кольцевого порога, устанавливают необходимый расход орошающей жидкости.Очищенный газ выводят через патрубок 12 отвода очищенного газа. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 551503867 Устройство после запуска быстро выходит на стационарный режим, когда расход орошаюшей жидкости не зависит от содержания ее в поступающем газе. Экспериментальная проверка данного устройства показала, что вторичный унос жидкости начинается при скорости газа в устройстве выше5 м/с, т.е. критическое значение верхнего предела аксиальной скорости газа в сепарационной зоне, выше которого происходит вторичный унос жидкости с газом, повышается до 15 м/с, за счет чего обеспечивается повышение производительности данного устройства в 1,5 раза, Кроме того, использование этого устройства позволяет исключить в узле очистки газа внешнюю систему орошения, включающую сборник орошаюшей жидкости, насосное оборудование и коммуникации. 6формула изобретенияКонтактное массообменное устройствопо авт. св. М 1243783, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет увеличения верхнего предела критической скорости газа при одновременном снижении эксплуатационных затрат, сепаратор снабжен цилиндрической обечайкой, установленной внутри корпуса, верхним и нижним отбойными конусами, из которых верхний прикреплен к патрубку выхода очищенного газа, а нижний - к корпусу сепаратора, и кольцевым порогом, установленным в нижней части сепаратора и прикрепленным к диффузору, при этом копь цевой порог образует с патрубком выходагазожидкостного потока карман, а пол ый обтекатель снабжен дренажными форсунками и переточными каналами, соединяющими его с карманом.1503867А-АФиг. 2Составитель Г. Урусова Редактор М. Товтцн Техред И, Верес Корректор Л. БескидЗаказ 5175/9 Тираж 600 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101