Массообменный аппарат

Сотоз СоветсккСоциалистическиеРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Авторы изобретения Краснодарский политехнический институт(54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ 1Изобретение относится к конструкпиимассообменнтртх аппаратов для взаимодействия газа с жишсостью и может бытьприменено в процессах ректификации иабсорбции в пищевой и фармацевтическойпромышленности,Известна абсорбционная башня, выполненная в виде корпуса с форсунками, разделенного вертикапьными перегородкамина ряд отсеков таким образом, что из0двух смежных перегородок одна присоединена к веухнему днищу, а вторая - книжнему, 1Известе аппарат для теппомассообменных процессов, в котором контактные15элементы выполнены с зубчатыми краямиппа равиомериого раопрепепевии фаа 121,Однако известные аппараты не позволяют развивать большую скорость газа, что снижает интенсивность массообмена,Наиболее близким к предлагаемомутехническому решению является непрерывно действующий аппарат дпя перегон 2ки и ректификации спирта, состоящий из корпуса, расположенных по высоте тарелок, между которыми закреплены два. ряда плоских вертикальных пластин, верхних и нижних, перекрывающих друг друга таким образом, что образуется змеевидный канал для прохода фаз, Нижние пластины снабжены воротником и отверстиями для прохода жидкости, На тарелках установлены переливные карманы и цнлинд . ры с насадкой 31 Недостаток данного аппарата заключается в том, что он позволяет осуществлять взаимодействие фаз только в противотокет в режиме барботажа, что ограничивает его удельную производительность и снижает интенсивность массообмена, так как взаимодействие фаз в условиях барботажа не позволяет развивать скорость газового потока выше 0,8 м/с.Бель изобретения - интенсификация массообмена за счет организации взаимодействия фаэ в ударно-распыпительных3683 ний вынужден выдавливать хидкость из канала, захватывая и унося ее вверх,5055 3 74потоках и рециркуляции жидкости в пределах каждой зоны контакта,Указанная цель достигается тем, чтопластины верхнего ряда выполнены сотогнутыми нижними краями и отверстиями, размещенными вблизи их крепления к тарелке, каждый патрубэк для ввода газовой фазы установлен на тарелкев начале каждого змеевидного канала,верхний край которого расположен вышенижнего среза переливного кармана,Целесообразно торцы отогнутых краевпластин выполнять с зубчатыми краями;корпус снабжать расположенной под патрубком для ввода газовой фазы отбойнойперегородкой и верхний край патрубковдля ввода газовой фазы выполнен с зубчатыми краями,На фиг, 1 схематически изображенаппарат, продольный разрез; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - видБ на фиг. 1.Массообменный аппарат состоит изкорпуса 1, горизонтальных тарелок 2,между которыми закреплены два рядаплоских вертикальных пластин, верхних3 и нижних 4, перекрывающих друг другатаким образом, что образуется змеевидный каналдля прохода фаз, сепарационного пространства, переливного кармана5, цилиндрических патрубков 6 с зубчатым верхним краем для ввода газовойфазы,Верхний край патрубков 6 перекрывает нижний срез переливного кармана 5и образует гидрозатвор, Нижний рядпластин выполнен без отверстий для прохода жидкости и воротников, а пластины верхнего ряда 3 снабжены отогнутымнижним краем 7, торец которого выполнен с зубчатыми краями, В пластинахверхнего ряда вблизи их крепления к тарелке выполнены отверстия 8 диаметром 1-2 мм, Патрубки 6 снизу прикрытыотбойной перегородкой 9, исключающейукос жидкости,Массообменный аппарат работает следующим образом.Жидкость подают с вышележащей тарел ки на нижележащую через переливной карман 5, которая заполняет тарелку до верхнего среза нижнего ряда 4 пластин. Газовый поток подают через патрубок,6, газ инжекцйонно захватывает жидкость и движется по змеевидному каналу. Поскольку жидкость, перекрывая верхний срез пластин нижнего ряда 4, образует гидрозатвор для прохода газа, послед 10 15 20 25 30 Э 5 40 45 При движении газа у торцового среза верхнего ряда пластин. он дробится зубьями пластин на отдельные струи, что позволяет увеличить поверхность контакта,тем самым улучшить условия захвата газом жидкости, В данном месте образуется распыленная газо-жидкостная система,движущаяся вертикально вверх, При ударео полотно вышележащей тарелки жидкостьсепарируется, делясь на два потока, Первый поток движется по направлению газа,а другой движется по соседней пластине8 в зону рециркуляции, расположеннуюпод нижним отогнутым краем пластинверхнего ряда,.Отогнутый нижний край пластин позволяет улучшить условия распыления жидкости и обеспечить зону рециркуляции вовсем режиме работы аппарата, что ненаблюдается при прямом крае пластин,Кроме того, отогнутый нижний край пластин позволяет исключить проскок газабез контакта с жидкой фазой.В начале каждого змеевидногс канала,образованного рядами 3 и 4 пластин, установлено несколько цилиндрических патрубков 6 с зубчатыми краями, Жидкость,стекая с вышележащей тарелки на нижелехащую, через переливной карман 5 охватывает патрубки, стремясь провалитьсяв них через зубчатые края, Газовый потокзахватывает жидкость и ударяет ее о полотно вышележащей тарелки, что сопровождается интенсивным массообменом.Зубчатые края в патрубках 6 позволяютувеличить поверхность захвата хидкости,а следовательно и скорость удара жидкости о стенку что увеличивает интенсивность массообмена,Особенностью предлагаемой тарелкиявляетсч то, что, если верхний ряд пластин выполняется без отверстий 8, хидкость заполняет пространство между пластинами нижнего ряда, образуя замкнутыеобъемны газа, Для перетекания жидкостииз одного канала в другой она вынуждена схамать ати объемы газа, что приводит к значительному увеличению высоты переливной системы, так как сжатие производится за счет высоты столба жидкости с переливной системой, а следовательно и межтарельчатого расстояния.Для уменьшения межтарельчатого расстояния пластины верхнего ряда снабжены отверстиями 8, которые позволяют жидкости выдавливать часть газа из каналов3683 6канала для прохода фаз, переливные карманы и патрубки для ввода и вывода фаэ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет организации взаимодействия фаэ в ударя-распылительных потоках и рецир- куляции жидкости в пределах каждой зоны контакта, пластины верхнего ряда выполнены с отогнутыми нижними краями и 10 отверстиями, размещенными вблизи ихкрепления к тарелке, каждый патрубок для ввода газовой фазы установлен на тарелке в начале каждого змеевидного канала, верхний край которого расположен 1 выше нижнего среза переливного кармана. 5 74без их сжатия, что приводит к установлеюпо одинакового уровня во всех каналах.Высота переливной системы может бытьравна уровню жидкости в канале.Для обеспечения взаимодействия фаэв прямоточных ударно-распылительныхпотоках в пределах одной контактной тарелки и сохранения общего противотокафаэ по всему аппаратуцилиндрическиепатрубки 6 вышележащей тарелки располагают с радиально противоположнойстороны по отношению к патрубкам нижелажащей тарелки.Везде, где осуществляется взаимодействие фаэ, протекает процесс массообмена, Однако наиболее интенсивно массообмен проходит в условиях ударно-распылительных потоков, которые имеютместо у отогнутых нижних краев пластинряда 3 и у патрубков 6,Организация взаимодействия фаз в пределах одной тарелки в прямотоке позволяет увеличить производительность исреднерасходную скорость газовой фазыдо 10-25 м/с, что интенсифицирует массообмен,2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что торцы отогнутыхкраев пластин выполнены с зубчатыми20 краями,3, Аппарат по пп. 1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что корпус снабжен расположенной под патрубком дляввода газовой фазы отбойной перегород 2 Б кой и верхний край патрубков для вводагазовой фазы выполнен с зубчатымикраями, Формула изобретения 1, Массообменный аппарат, содержа- ЗО щий корпус, расположенные по высоте горизонтальные тарелки между которыми закреплены верхний и нижний ряд плоских вертикальных пластин, перекрываюшйх друг друга с образованием змеевидного зБ Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 157670, кл. В 01 0 3/18, 1961.2. Авторское свидетельство СССРМ 149397, кл. В 01 З 53/18, 1961,3, Авторское свидетельство СССРедактор В Тираж 809 ЦНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и открыт 113 О 38, Москиа, Ж, РаушскаяЗаказ 374 ССС Р д, 4/ Патент", г, У л, Проектная, 4 лиал ПП Соста интелвненко Техред д,анова Корректор С, Щома