Контактное устройство

(51)5 В 01 Р 3 26 47 06 ЕНИЯ К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Гродненское производственное объединение Химволокно им. 60-летия СССР (72) А. С. Семенов, Г. М. Яковлев,А. А. Лакомкин, Е. Н. Лившици В. В. Самарин(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОГ 1 СТВО (57) Изобретение относится к аппаратам для осуществления процессов тепломассообмена и мокрой очистки газов. Цель изобретения - интенсификация массообмена и повышение эффективности брызгоулавливания за счет увеличения поверхности контакта фаз. Устройство включает конический завихритель 14 с отбойником 15, установленный на многолопастном цилиндрическом завихрителе 10, конический патрубок 2, заходящий большим основанием в полость конической тарелки 4, и массообменный элемент в виде верхнего 6 и нижнего 7 конусов, направленных друг к другу перекрывающимися между собой с зазором меньшими основаниями. Для достижения высокоинтенсив.ного вибрационного движения газожидкост ного потока в торце большого основания конуса 6 консольно закреплены радиальные стержни 9. Внутри завихрителя 1 О расположены цилиндроконические обечайки 11, соединенные между собой однонаправленными лопастями, предназначенными для достижения возможности работы устройства в широком диапазоне нагрузок и более равномер ной подачи потока. Конический завихритель 14 снабжен лопастями и консольно прикрепленными к ним нисходящими профилированными стержнями 17, Причем стержни 17 И размещены по касательной к радиальной окружности с переменным шагом, убывающим фР к периферии. Газожидкостный поток, стекая ую ф по лопастям и набегая на стержни 17, при- фф водит эти стержни в колебательное движение, турбулизирует поток и вновь диспергирует жидкость. 3 з.п.ф-лы, 5 ил. аИзобретение относится к аппаратам для осуществления процессов тепломассообмена и мокрой очистки газов. Оио может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности,Цель изобретения - интенсификация массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз.На фиг. 1 изображено контактное устройство, разрез; на фиг. 2 -- разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - лопасть конического завихрителя, частичный вид сверху; на фиг. 5 - узел подвижного элемента.Контактное устройство включает корпус 1, внутри которого размещен конический патрубок 2 и соосно под ним массообменный элемент 3, выполненный из конической тарелки 4 с отверстием 5 в ее основании и двух, верхнего обратного 6 н нижнего прямого 7, полых усеченных конусов, соосно установленных друг к другу меньшими основаниями. При этом меньшее основание конуса 7 заглублено в полость верхнего конуса 6 с образованием между перекрытыми стенками кольцевого зазора 8, а большее основание конуса 7 выполнено зубчатым. В верхней части конуса 6 размещена насадка в горизонтальной плоскости в виде набора радиальных консольных стержней 9. Стержни 9 профилированы, зигзагообразны в горизонтальной плоскости. На верхнем конце конического патрубка 2 размещен многолопастной цилиндрический завихритель 10. Внутри завихрителя 10 расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и свободного вращения подвижный элемент, состоящий из цилиндроконических обечаек 11, соединенных между собой однонаправленными лопастями 12. При этом направление лопастей2 противоположно направлению лопастей 13 цилиндрического завихрителя 10. Во избежание перекосов подвижный элемент установлен на центральной оси.На цилиндрическом завихрителе 10 установлен конический завихритель 14, соединенный верхним концом с отбойником 15. К лопастям 16 завихрителя 14 прикреплена насадка в виде пакета нисходящих консольных стержней 17, при этом нижние концы стержней 17 размещены по высоте ниже цилиндрического завихрителя 10. Стержни 17 профилированы, например, зигзагообразно и ориентированы профилем в плане по касательной к радиальной окружности, и размещены по лопастям 16 с переменным шагом, убывающим к периферии. В нижней половине лопастей 16 размещены пакеты продольных стержней 18, образующие зазор 19 друг с другом. У нижнего конца лопастей 16 крышка цилиндрического завихрителя 10 перфорирована отверстиями 20. Массообменный элемент 3 размещен в отверстии 5 тарелки 4 с зазором 21. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Контактное устройство работает следующим образом.Восходящий газовый поток поступает вустройство через внутренний нижний конус 7,при этом газ дробит часть жидкости, стекающей в виде струек с зубчатого нижнегоконуса 7, и транспортирует ее вверх с увеличивающейся скоростью, Благодаря размещению тарелки 4 и конусов 6 и 7 с зазором 8друг к другу происходит подача жидкости изпространства между тарелкой 4 и конусом 6на внутреннюю поверхность конуса 7, причемв верхнюю и нижнюю его части.Скоростной поток подхватывает жидкостьс верхнего кочца конуса 7 и дробит ее намелкие капли, создавая высокоразвитуюповерхность контакта фаз, Направленный вконусе 6 газожидкостный поток натекаетна стержни 9 и приводит их в вибрационное движение. Вибрирующие стержни 9турбулизуют поток, диспергируют жидкость,обновляя поверхность контакта фаз. Радиальное размещение стержней 9 обеспечиваетравномерное условие работы насадки и исключает отвод жидкости на периферию иззоны контакта за счет действия массовыхсил, например силы тяжести,Выполнение консольной насадки позволяет достичь высокоинтенсивиого вибрационного движения стержней 9 в зоне контактафаз, а профилированная, зигзагообразнаяформа этих стержней обеспечивает их .активную поверхность. Таким образом, такое конструктивное решение позволяет создать высокоразвитую, постоянно обновляющуюся поверхность контакта фаз и распределить ее рационально во всем объеме массообменной насадки и конического патрубка 2.Двигаясь вверх, газожидкостный потокнатекает на секции цилиндроконических обечаек 11 подвижного элемента, вызывая егоподъем вверх пропорционально динамическому напору. Таким образом, достигаетсявозможность работы устройства в широкомдиапазоне нагрузок за счет более равномерной подачи потока в завихритель 10 присохранении в нем оптимальной скоростигаза в активном проходном сечении. Пройдямежду секциями, газожидкостный поток обтекает лопасти 12 и приводит подвижныйэлемент во вращательное движение, что способствует обновлению контакта фаз.Газожидкостный поток выходит из подвижного элемента в виде организованныхструй и, поступая в завихритель 10, ударяется в его лопасти 13. При этом происходит дробление и части жидкости, стекающей по лопастям 16 через отверстия 20 вверхней части. Это приводит к интенсивному диспергированию и обеспечивает высокуюинтенсивность процесса. Выходя из цилиндрического завихрителя 1 О газожидкостныйпоток набегает на консольные стержни 17 иприводит их в колебательное движение, 15495525 10 фо рмчла из; апет ения 20 25 ЗС 35 что дополнительно турбулизирует поток и вновь диспергирует жидкость. Выполнение стержней 17 профилированнымн и разме 1 цение их по касательной к радиальной окружности увеличивает поверхность контакта и способствует повышению эффективности массообмена В этой зоне. Разме 1 цение стержней 17 по лопастям 16 с переменным шагом, убываюгцим к периферии, повышает равномеп юсть работы уст 1 оЙства при переменных нагрузках па газу и возможность расширения диапазона эффективной раба:ы устройства. При небольшом расходе газо- жидкостный поток взаимодействует со стержнями 17 и, не достигая отбойиика 15, разворачивается и направляется в конический завихритель 14, при этом на стержнях 17 происходят одновременна процессы дробления и коагуляции, что обеспечивает обновление поверхности контакта фаз и отвод жидкоси по стержням 17 из зоны онищак ОлаГадаря разыетцене 1 О стеркей 17 нижним концом по высоте ниже цилиндрического завихрителя 10. При увеличении нагрузки включаются в работу все новые ряды стержней 17 и более длинные участки лопастей 16, Максалной нагрхзхе соответствует рабата завихрителя 14 по всей длине лоастей 16. Под действием центробежных сил происходит разделение потоков. Жидкость отбрасывается на стенку корпуса 1 и стекает в объем между корпусом 1 и отбайникам, 15 и далее на массообменный элемент, образуя контур частичной циркуляции. При этом происходит и дробление жидкости, стекающей струйками с вышележашего контактного устройства.В нижней части лопастей 16 происходит накопление жидкости в зазоре 19 мекду стержнями 18. Наличие стержней 8, прикрепленных к лопастям 16, обеспечивает саздание продольных гидроди на мических застойных зан с отводом жидкости па зазорам 19 вниз и далее через отверстия 20 на орошение лопастей цилиндрического завихрителя 1 О, что создает допалнительныи контур циркуляции.Проконтактировавший газ поднимается на вышележащую ступень контактного устройства, где процесс повторяется, а жидкость стекает Вниз аппарата.Преимуществом усг ройства является более эффективная работа в условиях, когда сопротивление массопередаче сосредоточено в газовой фазе, что достигается введением в рабочий объем устройства двух зон с консольными вибрирующими прафилированными стержнями. Кроме того, наличие двух контуров циркуляции жидкости в устройстве позволяет Г 1 авысить эффективность массо- передачи для сред, в которых диффузионное сопротивление сосредоточена ь жидкой фазе благодаря увеличению Времени контакта фаз, Расц 1 ре," ке:1 апазаа эффектВ нок работы, сспроваждаюгцее я повышением пра;зводительности устроигтва, дсс;игается секционным Гадвижны."элемент 1 м стерк нева 11 наса ",кай кань 1 ескОГО за Вх 13 ител Й, чта снижав г Га Оар 11 ты; ст 1 гайства и Обе "11 ечивает ВЫССк Ю Ехна. - ,агчсску а ЭЧ 11 фект 11- НОСТЬ И НадЕКНОСТа раба;.-. стрсй;Тва Г 1 р колебаниях аг,зузак ГО газовой фазе. 1. антактнае страство, содержа 1 ее каопус, тапелку, коннческй патрубак над неи, многолопастный цилиндрчески завих 1 гитель, Разме гдеЯЫБ В ВГРхней част 11 кОни- ЧЕСКОГО ПаТОУО 1,а, КОНЧЕС 11 й За В Х 1:- ТЕЛ 1, размегценный на цилид;1 ческам з. Вихри Геле, атбойчик, отличающееся тс;., ,:", с целью итенсифика 11.":и массаламен:, 3 сче Г ъ 3 еличсния паверхнаст конгакта Паз, са снабж е на м а с сааб ъ. е н н ы 1 эл ем е н та; 1. 1 з ы 11 ал .1 е иным В Виде Г 1 ря мага 1: Оарат 110 а "ссчсннь;х конусов, раз 1 е 1 цснных с заглхблсниех 1 нижнего меньц;им основа 11 е 1,. В ьепх 1 й 1 абразоьанием зазора, саасным циг:1 д 11 Ооническими Обеча Йка м, саед не 11 ы м посредством однонаправленых лопастей раз. ме 1 ценными Ва втре 11 ем 1 растранстн:, цилиндрического завхртеля с Вазмажостью свободного вращательногоВазвратнопоступательнога перемешеия, наборами стержней., расположенными соответственна в большем основачии верхнего конуса горзо- тальа, в основании лопастей конического завихрителя с зазорами между стержням радиально и па обрезу лопастей канеского завихрителя с закреплением сте 1 зжней В вертикальых плоскостях, при этом тарелка выпалнеа В виде обратного конуса с О верстием в Основании, массаабменный элемент размещен в отверст тарелк с зазором, а вертикальные стержн набора конического завихрителя закреплены консольО и выполнены прафилированными. 2. Устройство па и. 1, отличающееся тем, что профилираванные стержни набора коническо а завихрителя ззкреплены по обрезу лопастей с убь 1 ванием ц ага между ними к периферии.3. Устройство по пг 1. 1 2, отличающееся тем, что лопасти цилиндрических Обечаек ориентированы противоположна лопастям цилиндрического завхрителя.4. Устройство па пп. 1 - 3, Отличающееся тем, что нижний конус массаабменага элемента выполнен зубчатым па периметру большего основания.ния ская т едактор В. Ковтунаказ 226НИИПИ Государственного3035, МПроизводственно-издатель Составитель ОТехред И. ВересТираж 562омитета по изобретква, Ж - 35, Раущкий комбинат Пате ерКо рреПодии открьнаб.,. Ужгор ктор О. Кравцоваисноетиям при ГКНТ Сд. 4/5од, ул. Гагарина,