Массообменный аппарат

и 11 860795 ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(23) Приоритет Гасударственные коми 3) Опубликовано 07,09.81.юллетеньо делам изобретени и открытий(45) Дата опубликования описания 07.09.8 ССООБМЕНН П ПАРАТ(54 Изобретение относится к массообменным аппаратам для ректификации, абсорбции и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. 5Известен массообменный аппарат, состоящий из отдельных царг, каждая из которых снабжена двумя тарелками, через которые проходят трубчатые контактные элементы, расположенные соосно с определенным за зором по всей высоте аппарата, содержащие завихрители и распылители для жидкости, Концы трубчатых контактных элементов соединены между собой посредством коаксиально расположенного с ними 15 сепарационного патрубка 1.Такой аппарат характеризуется малой пропускной способностью по жидкости, низкой эффективностью массообмена, большим уносом жидкости с нижележащей тарелки на вышележащие, повышенной металлоемкостью.Малая пропускная способность по жидкости обусловлена большим сопротивлением контактных элементов, которое вызвано 25 их большой длиной и сепарационными устройствами, а также подпором и сжатием паровой (газовой) фазы по длине и особенно в верхних частях контактных элементов. 30 Большой унос жидкости с нижележащей тарелки на вышележащие вызван раскруткой газового потока в верхних частях контактных элементов и в зоне сепарации, которая ведет к срыву и уносу жидкости с поверхности пленки в газовый поток и ее уносу на вышележащие тарелки. Повышенная металлоемкость вызвана большой длиной контактных элементов. Низкая эффективность аппарата обусловлена затухающей турбулизацией газожидкостного потока по длине контактных элементов, недостаточной поверхностью межфазового контакта и повышенным уносом.Известен массообменный аппарат для взаимодействия газа с жидкостью, содержащий корпус и тарелки, снабженные контактными элементами и переливными трубками. Контактные элементы выполнены в виде переточных патрубков с завихрителямп потока и цилиндрических трубок, расположенных коаксиально относительно переточных патрубков 21.Такой аппарат характеризуется малой пропускной способностью по жидкости, низкой эффективностью массообмена, повышенной металлоемкостью, большим уносом жидкости.Малая пропускная способность по жидкости связана с большим сопротивлениемверхних частей контактных элементов, которое препятствует поступлению, жидкости в контактные элементы и вызвано кольцевой щелью между переточными патрубками и цилиндрическими трубками, завихрителями, а также большой длиной контактных элементов и подпором и сжатием паровой (газовой) фазы в зоне сепарации. Низкая эффективность массообмена обусловлена малой круткой парового (газового) потока, так как значительная часть пара (газа) прорывается в зазоры между переточными патрубками и цилиндрическими трубками, минуя завихрители, а также вследствие большого уноса жидкости, малой поверхностью межфазового контакта и малым временем контакта газа с жидкостью.Малая поверхность межфазового контакта вызвана тем, что контакт газа с жидкостью происходит только на поверхности жидкостной пленки. Малое время контакта обусловлено низкой пропускной способностью контактных элементов по жидкости, а следовательно, и малой циркуляцией жидкости через контактные элементы.Повышенная металлоемкость вызвана тем, что контактные элементы имеют большую длину, так как они жестко связаны с межтарельчатым расстоянием, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления тарелок и имеет довольно большие значения для данных типов аппаратов,Большой унос жидкости с нижележащей тарелки на вышележащие вызван раскруткой газового потока в зоне сепарации, вследствие чего возникает значительный центральный унос, который полностью уходит на вышележащие тарелки, Кроме того, газ, выходящий в зазоры между переточными патрубками и цилиндрическими трубками, при возвращении в контактные элементы через отверстия в переточных патрубках захватывает жидкость с тарелок, а также жидкость с внутренних сторон переточных патрубков.Наиболее близким к предлагаемому аппарату по достигаемому эффекту является тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, расположенные по высоте контактные устройства, каждое из которых выполнено в виде полотна с коаксиально расположенными патрубками, причем один из них выполнен с тангенциальными щелями для завихрения потока, и переливные устройства 3).Однако в таком аппарате отделение жидкости от газа происходит только в верхних частях контактных элементов, что приводит к уменьшению поверхности контакта фаз.Целью изобретения является интенсификация процесса за счет увеличения поверхности контакта фаз и пропускной способности по жидкости.Цель достигается тем, что в предлагае 5 1015 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 60 65 мом аппарате нижние части внутренних патрубков выполнены с отбортовками и каждое контактное устройство снабжено вертикальной перегородкой, при этом отбортовки соединены между собой, а вертикальная перегородка расположена на расстоянии относительно стенки переливного устройства и закреплена верхней частью с отбортовкой.На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А фиг. 1.Массообменный аппарат содержит корпус 1, контактные устройства, выполненные в виде полотен 2, снабженных переливными устройствами 3, вертикальными перегородками 4, которые образуют две полости 5 и 6, опорными выступами 7 и контактными устройствами, выполненными, например, в виде цилиндрических трубок 8 с отверстиями 9 для ввода жидкости. В нижние концы трубок 8 помещены патрубки 10 с отбортовками 11 и отверстиями 12 для отвода жидкости, выполнеными с вогнутыми кромками со стороны течения газожидкостного потока. В этих патрубках, не касаясь их стенок, помещены завихрители 13. Патрубки 10 укреплены на выступах 7 крепежными приспособлениями 14, а между собой - приспособлениями 15.Отношение диаметров патрубков 10 к диаметрам трубок 8 находится в пределах 1 - 0,5. Диаметр отверстий 9 в трубке 8 0,5 - 20 мм. Отношение длины завихрителей 13 к длине патрубков 10 равно 1 - 0,5, а отношение длины патрубков 10 к длине трубки 8 составляет 10 - 0,1. Отношение диаметров завихрителей 13 к диаметрам патрубков 10 равно 0,2 - 0,98.Завихрители 13 имеют форму ленточных спиралей или шнеков. Аппарат работает следующим образом.Жидкость поступает в верхнюю часть аппарата и перетекает с вышележащего контактного устройства на нижележащее, Пар (газ) поступает в нижнюю часть аппарата и движется вверх, проходя через патрубки 10 и трубки 8. На выходе из патрубков 10, имея большую скорость и вращательное движение, пар (газ) засасывает жидкость, находящуюся на полотне 2, через отверстие 9 трубок 8 и в виде жидкостной пленки транспортирует ее по поверхности этих трубок. При этом происходит интенсивный массообмен между паром (газом) и жидкостью,После выхода наро(газо) жидкостной смеси из трубок 8 часть жидкости под действием силы тяжести и центробежных сил падает на полотно 2, другая ее часть движется вверх, при этом постоянно контактируя с паром (газом), и затем поступает в патрубки 10, где под действием завихрителей 13 жидкость отбрасывается на стенки этих патрубков и через отверстия 12 - наотбортовки 11, а оттуда через полости 5 поступает обратно на полотно 2.Использование предлагаемого массообменного аппарата позволяет снизить сопротивление в верхних частях контактных уст ройств, увеличить пропускную способность аппарата по жидкости,. а следовательно, и выход выпускаемого продукта, повысить эффективность массообмена за счет увеличения циркуляции жидкости через контакт ные элементы и времени ее контакта.Повышение эффективности массообмена вызвано интенсивной круткой паро(газо) жидкостного потока и его турбулизацией, а также тем, что массообмен- происходит не 15 только в пленке жидкости на поверхности патрубков, но и на самом полотне, на поверхности отбортованных патрубков и на лопастях завихрителей.Формула изобретения 20 Массообменный аппарат, содержащий корпус, расположенные по высоте контакт ные устройства, каждое из которых выполнено в виде полотна с коаксиально расположенными патрубками, завихрителями, и переливные устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет увеличения поверхности контакта фаз и пропускной способности по жидкости, нижние части внутренних патрубков выполнены с отбортовками и каждое контактное устройство снабжено вертикальной перегородкой, при этом отбортовки соединены между собой, а вертикальная перегородка расположена на расстоянии относительно стенки переливного устройства и закреплена верхней частью с отбортовкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР230077, кл. В 010 3/26, 1966,2. Авторское свидетельство СССР481291; кл, В 01 Р 3/30, 1973,3. Авторское свидетельство СССР509278, кл. В 01 Р 3/26, 1974.860795 Составитель С. БаранТехред А. Камышнико Редакт Корректоры: Л Бородки Тираж 712 Подписное ета СССР по делам изобретений и открытий -35, Раушская наб., д. 4(5 Типог пр. Сапунова, 2 Заказ 1888(14 НПО Поиск Изд.5 дарственного ком 113035, Москва, Орлова синова