Массообменный аппарат

(22) (46) (71) стит технологический инв ельство СС 3/22, 986 ПАРАТ ехнике про их при кон ю в колон оъ использ еской и др Изобретение сть масссюбнсивного соого распреУОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) МАССООБМЕННЫЙ АП (57) Изобретение относится к ведения процессов, протекающ такте газа (пара) с жидкость ных аппаратах, и может быт вано в химической, нефтехимич гих отраслях промышленности. позволяет повысить эффективно мена за счет организации инте ударения потоков и равномерн Изобретение относится к технике проведения процессов, протекающих при контакте газа (пара) с жидкостью в колонных аппаратах, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение эффективности массообмена за счет организации интенсивного соударения потоков и равномерного распределения жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков.На фиг. 1 изображен массообменный аппарат, работающий в противоточном режиме, поперечный разрез; на фиг. 2 аппарат, работающий в прямоточном режиме, поперечный разрез.Массообменный аппарат содержит (фиг.1, корпус 1 с патрубками подачи газа деления жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков. Это достигается тем, что в аппарате с корпусом и контактными блоками из опрокинутых усеченных конусов с убывающими диаметрами и дополнительных с возрастающими диаметрами и карманами сбора жидкости, опрокинутые и дополнительные конусы снабжены обратными конусами, расположенными на их поверхности, при этом меньшее основание блока дополнительных конусов перекрыто Ъ-образной вставкой-карманом. У нижнего основания блока опрокинутых усеченных конусов укреплена вогнутая поверхность.Над уровнем большего основания блока опрокинутых усеченных конусов установлен радиальный завихритель потока. Внутри корпуса аппарата установлены концентрический переточный канал, связанный с карманами сбора жидкости, и дополнительный переточный канал, верхний конец которого соединен с Г-образной вста вкой.3 з. п. ф-лы, 2 ил,и жидкости, патруоками вывода газа и жидкости, контактные блоки, состоящие из чередующихся с зазором, опрокинутых усеченных конусов 2 с убывающими диаметрами и дополнительных, симметрично расположенных конусов 3 с возрастающими диаметрами, а также установленные в корпусе 1 карманы 4 сбора жидкости. На внешней поверхности у больших оснований дополнительных конусов установлены обратные конусы 5. Меньшее основание блока ответных конусов 3 перекрыто 1-образной вставкой-карманом 6, а опрокинутые конусы снабжены обратными конусами 7, установленными на внутренней стороне у меньших оснований. Конусы 5 и 7 могут быть перфорированы. Аппарат снабжен патрубками подачи газа 8 и жидкосги 9. патрубками вы 160784751015 20 30 35 Формула изобретения 40 45 50 55 вода газа 10 и жидкости 11 и радиальным завихрителем 12 потока.Аппарат может быть (фиг. 2) также снабжен концентрическим переточным каналом 13, связанным с карманом 4, и дополнительным переточным каналом 14. У меньшего основания блока опрокинутых конусов 2, образующего зазор с Ч-образной вставкой- карманом 6, укреплена вогнутая поверхность5, верхним концом заканчиваюШаяся над вышележашим обратным конусом и образуюшая с ним зазор. В нижней части аппарата установлено распределительное устройство, состоящее из конуса 16 и загиба 17, а между ними имеется проходная щель для жидкости. Вместо усеченных конусов можно устанавливать усеченные пирамиды с многогранным поперечным сечением.Массообменный аппарат работает следуюшим образом.При движении, фаз в противоточном режиме жидкость подается через патрубок 9, откуда поступает в карман 4 сбора жидкости и растекается по внутренней поверхности верхнего опрокинутого усеченного конуса 2 в виде пленки. Достигнув желоба, образованного усеченным 2 и обратным 5 конусами, частично в нем накапливается. Другая часть жидкости проходит через перфорации обратного конуса 7 и равномерно орошает поверхность нижележа шего конуса 2 аналогично повторяя свой путь. Газовый поток подается через патрубок 8 и, двигаясь снизу вверх, контактирует с пленкой жидкости, текущей по перфорациям обратных кону-" сов 5 и 7, дробя жидкость на капли. При движении фаз в прямоточном режиме газовый поток поступает в аппарат по патрубку 8 и, распределяясь в распределительном устройстве, ударяется о поверхность жидкости. Жидкость, заполнявшая проходное сечение, за счет действия скоростного напора газа отжимается, и в проходном сечении образуется вакуум, Это создает эжекционный эффект, в результате которого жидкость подхватывается газовым потоком и дробится на капли с последующим образованием восходящей жидкостной пленки на внутренней стороне нижнего дополнительного конуса 3, которая, срываясь с торцов у меньшего основания дополнительных конусов 3, дробится на капли. После этого некоторая часть жидкости попадает во внутреннюю сторону вышележащего дополнительного конуса 3 с образованием восходяшей жидкостной пленки, а другая часть образует газокапельную смесь и, проходя зазор между дополнительными конусами, в режиме нисходяшего прямотока ударяется в обратные конусы 5. Жидкость за счет сил инерции попадает в желоб, образованный с помощью дополнительных 3 и обратных 5 конусов, а газовый поток подхватывает некоторую часть жидкости, находящуюся в желобе, и устремляется вверх. Газожидкостный поток, поступая в верхний блок, распредмяется по зазорам, образованными опрокинутыми конусами 2. Пройдя зазор, образованный меньшим основанием нижнего усеченного конуса и 1l-образной вставкой 6, газожидкостный поток ударяется о зеркало жидкости, находящейся в -образной вставке 6, что способствует ускоренному перетоку жидкости через переточные каналы в нижнюю часть аппарата за счет действия напора газокапельного потока, Укрепление вогнутой поверхности 15 позволяет организовать соударение потоков, а именно потока, огибающего внутреннюю поверхность вогнутой поверхности 15, и потока, подаюшегося через вышележащий зазор, что в целом способствует образованию высокоразвитой поверхности фаз. Попадая в зону радиального завихрителя 12, газожидкостный поток закручивается. Это позволяет сепарировать жидкость из потока, после чего газ устремляется в патрубок 10, а жидкость отбрасывается к корпусу 1 аппарата с последующим поступлением в карманы 4 сбора жидкости, откуда через переточные каналы 13 и 14 поступает в дополнительные конусы. При этом в закрученном потоке давление по сечению аппарата неодинаково. Оно возрастает от оси к периферии. Максимальное давление будет у стенок корпуса 1. По этой причине над переточными каналами 13 и 14 давление выше, чем под переточным каналом, вследствие чего достигается принудительный отвод жидкости из карманов 4.Предлагаемый массообменный аппарат позволяет существенно интенсифицировать масссюбменный процесс. 1. Массообменный аппарат, включаюший корпус с расположенными по высоте аппарата контактными блоками, состоя- шими из чередующихся с зазором, опрокинутых усеченных конусов с убывающими ди а метрам и и дополнительных, симметрично расположенных конусов с возрастаю- шими диаметрами, и карманы сбора жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена за счет организации интенсивного соударения потоков и равномерного распределения жидкости по всему поперечному сечению контактных блоков, опрокинутые усеченные и дополнительные конусы снабжены обратными конусами, расположенными на внутренней поверхности у меньших оснований опрокинутых усеченных конусов и на внешней поверхности у больших оснований дополнительных конусов, при этом меньшее основание блока дополнительных конусов снабжено Ч-образной вставкой-карма 607847ном, образующей зазор с меньшим основанием блока опрокинутых усеченных конусов, снабжено вогнутой поверхностью, верхним концом заканчивающейся над вышележащим обратным конусом и образующей с ним зазор.2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижнее основание блока опрокинутых усеченных конусов снабжено вогнутой поверхностью, верхним концом заканчивающейся над вышележащим обратным конусом и образующей с ним зазор. 3 Аппарат по пп 1 и 2 отличающийся тем, что блок усеченных опрокинутых конусов снабжен радиальным завихрителем потока, установленным над уровнем большего основания блока.4. Аппарат по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что корпус аппарата снабжен концентрическим переточным каналом, связанным с карманами сбора жидкости, и дополнительным переточным каналом, верхний конец которого соединен с Ч-образной вставкой-карманом.1 б 07847 Газ Фиг, я Редактор Г. ГерберЗаказ 3577ВНИИПИ Государств11303Производственно-из Составитель А. Бабочки Техред А. Кравчук К Тираж 557 П ного комитета по изобретениям и Москва, Ж - 35, Раушская н ательский комбинат Патент, г. Уорректор А. Осауленкоодписноеткрытиям при ГКНТ СССб., д. 4/5жгород, ул. Гагарина, 101