Массообменный аппарат

А кф" СВИДЕТЕЛЬ СТ ОП ИС ИЗОБР Союз Советских Социалистических Республик К(б 1) Дополнительное к вт, свид-в 2) Заявлено 25,05.78 (21) 264890823 51) М. Кл,В 01 Р 3/22 В 01 Е) 3/30 ОС 121 1/О ки-с присоединением Госуд твенный нвмитвСССРм изобретенийоткрытий 3) Приорит 3) 66.015.23,05.80. Бюллетень ликовано 07. по дела Дата опубликовани сания 07 1) Заявитель литехническии инстит снодарскии 54) МАССООБМ ННЫЙ РА ел Изобретение относится к конструкции массообменных аппаратов для взаимодействия пара (газа) с жидкостью в закрученном парожидкостном потоке и может быть применено в процессах ректификации 5 и абсорбции в пищевой, фармацевтической и химической промышленности.Известна конструкция массообменного аппарата с закрученным парожидкостным потоком, в корпусе которого расположены 10 вихревые элементы 11.Известен аппарат, представляющий собой вертикальную колонну с закрепленными по высоте в ней чешуйчатыми тарелками и персливной системой, включающей в себя пе реливной карман и переливныс трубы с гидрозатвором,2.Однонаправленные чешуйки придают пару закрученное движение, пар за счет сил трения закручивает жидкость, Закрутка 20 жидкости приводит к возникновению больших радикальных скоростсй (под действием центробежных сил), что уменьшает время контакта фаз, жидкость проскальзывает основную зону контакта и накапливает ся над переливной системой, а это снижает интенсивность массообмена,Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена путем создания многократной рециркуляции жидкости, 30 обеспечения равномерного слоя на тар е и увеличения поверхности контакта.Сущность изобретения заключается в том, что каждая тарелка снабжена в центральной части установленным под ней стаканом с патрубками, соединенными с перелпвным карманом, при этом часть тарелки, расположенная под трубками, выполнена с кольцевым пазом, а часть тарелки между трубками выполнена с чешуйками. Аппарат снабжен в нижней части устройством для распределения газа в виде трубы с разным диаметром отверстий,На фиг. 1 изображен вертикальный разрез аппарата; на фиг, 2 - разрез А - А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б фпг, 1; на фнг. 4 - сечение направляющей чешуйки, на фиг. 5 - схема ввода в аппарат парачерез барботер.Аппарат состоит из корпуса 1 с закрепленными в нем горизонтальными тарелками 2 с однонаправленными чешуйками, переливных труб 3, расположенного под ним кольцевого паза 4, горизонтальных (рециркуляционных) патрубков 5, соединяющих переливной карман б и рециркуляционный стакан 7, часть полотна тарелки 8 между трубками выполнена с чешуйками и разделяет стакан 7 и кольцевой паз 4, барботера 9, находящегося в нижней части аппарата,ке при постоянной энергии вращения вызываетуменьшение радиального смещения, а следовательно, и более равномерную толщину слоя, что исключает проскок газовой фазы минуя основную зону массообмена, то есть интенсифицирует массообмен.Для интенсификации процесса массообмена в нижней части аппарата в месте ввода пара барботер снабжен отверстиями только на боковой поверхности барботера (труб) 9, а это позволяет распределить весь пар более равномерно в горизонтальной плоскости. Параболические траектории струй пара (см. фиг. 5) имеют большую длину пути по сравнению с обычным вводом пара, а следовательно, таким образом удается в нижней части аппарата развивать большую поверхность и время контакта фаз. При этом желательно выполнять отверстия чередующегося диаметра, диаметр нечетных отверстий не равен диаметру четных (см. фиг. 5), что обеспечивает более равномерное распределение пара по сечению аппарата и увеличивает турбулизацию жидкости в нижней части аппарата,Таким образом чешуйчатый аппарат с рсциркуляций жидкой фазы обладает рядом преимуществ по сравнению с выбранным прототипом.Во-первых, он позволяет организовать многократную рециркуляцию жидкой фазы в пределах одной тарелки, что увеличивает время контакта фаз и способствует повышению эффективности аппарата.Во-вторых, данная конструкция сохраняет рабочий режим при колебании подачи жидкости, что упрощает эксплуатацию аппарата.В-третьих, на тарелке обеспечивается более равномерный слой жидкости, что приводит к более интенсивному взаимодействию фаз на тарелке, так как исключается проскок газовой фазы по пути наименьшего сопротивления (в месте меньшей толщины слоя), минуя зону основного контакта.В-четвертых, в нижней части аппарата в месте ввода острого пара происходит более интенсивное взаимодействие фаз и равномерное распределение пара по сечению аппарата, что увеличивает интенсивность массооомена.Как показывают предварительные расчеты, ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого аппарата в спиртовой промышленности составит не менее 50 - 60 тыс, руб. в год,Формула изобретенияМассообменный аппарат, включающий вертикальный корпус, внутри которого по высоте его установлены горизонтальные чешуйчатые тарелки с персливным устройством в виде переливного кармана и труб, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем. ."Фу768407с-, /патрубка подвода пара (газа) 10 йпатрубка 11 для отвода жидкой фазы. В полотне тарелки 2 изготавливают однонаправленные чешуйки 12, полученные методом просечки или любым другим методом. 5Работает аппарат следующим образом.Паровая фаза поступает в аппарат снизу через патрубок 10 и барботер (трубу) 9, жидкая фаза подается в аппарат сверху и стекает из переливного кармана 6 вышеле жащей тарелки 2 через переливные трубы 3 в кольцевой переливной паз 4 нижележащей тарелки 2, Жидкость растекается по полотну тарелки и контактирует с вращающимся потоком пара, выходящим из одно направленных чешуек 12. Пар закручивает жидкость за счет сил трения. Жидкость вращается и под действием центробежных сил отбрасывается к периферии тарелки.Поверхность жидкости приобретает вид па раболоида вращения, что приводит к созданию разности статического давления в жидкости у стенки и в центре аппарата, под действием создавшегося градиента давления жидкость из переливного кармана 6 по 25 рециркуляционным патрубкам 5 устремляется к центру тарелки в рециркуляционный стакан 7, из которого поступает на тарелку 2, опять контактирует здесь с выходящим из чешуек 12 паром, интенсивно перемеши- зп вается и закручивается.Для исключения попадания жидкости из переливных патрубков 3 в рециркуляционный стакан 7, а из него в рециркуляционные патрубки 5, минуя зону массообмена, з 5 жидкость с вышележащей тарелки вводится в кольцевой переливной паз 4, отделенный от рециркуляционного стакана 7 разделительным полотном тарелки 8 с однонаправленными чешуйками 12. Пар, выходя щий из чешуек полотна 8, отсасывает жидкость к периферии за счет центробежных сил, таким образом, исключается возможность перетекания жидкости по рециркуляционным патрубкам 5, минуя зону контак та. Одновременно увеличивается количество рециркулирующей жидкости, за счет обеспечения направленного движения всей жидкости из переливных труб 3 от паза 4 к переливному карману 6. Часть жидкости из переливного кармана 6 попадает на нижележащую тарелку через переливные трубы 3, а часть участвует в рециркуляции. В случае прекращения подачи жидкой фазы в аппарат тарелки будут продолжать работать некоторое время за счет рециркуляции жидкости, находящейся на них. Тем самым обеспечивается сохранение рабочего режима при случайных прерываниях подачи жидкой фазы, Рециркуляция жидкости 60 в пределах одной тарелки позволяет создать относительно большее орошение чешуйчатой тарелки и тем самым обеспечить более равномерную толщину слоя жидкости, Увеличение массы жидкости на тарелсоздания многократной рециркуляции жидкости, обеспечения равномерного слоя на тарелке и увеличения поверхности контакта, каждая тарелка снабжена в центральной части установленным под ней стаканом с патрубками, соединенными с переливным карманом, при этом часть тарелки, расположенная под трубами, выполнена с кольцевым пазом, а часть тарелки между трубами выполнена с чешуйками. 76840762. Аппарат по п. 1, отличающийсятем, что он снабжен в нижней части устройством для распределения газа в видетрубы с разным диаметром отверстий,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР232189, кл. В 01 Р 3/30, 1968.2. Авторское свидетельство СССР10666597, кл. В 01 Р 3/22, 1974 (прототип)./ ( д.529 Тираж 810ного комитета СССР по делам изобретени Москва, Ж, Раушская наб д. 45 Подписноеоткрытий