Тепломассообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 0 4 В 01 1) 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОБРЕТЕНИ ВИ ЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится крукции тепломассообменного аппозволяет интенсифицировать м гичесф с ССР 1982 ССР 978. тк ассо ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ обменные процессы за счет увеличения времени контакта фаз и может использоваться при проведении процессов абсорбции, десорбции, сушки распыливанием, охлаждения и других, Аппарат содержит цилиндрический корпус,устройства для ввода и вывода фаэ иразмещенный коаксиально корпусу сепарационный цилиндрический элемент,снабженный отверстиями с кольцевойотбортовкой в сторону корпуса, Участки сепарационного элемента в областиввода жидкости снабжены соплами, Осисопел сориентированы по отношению кпродольной оси аппарата радиальноили под углом, противоположным вектору полной скорости закрученного газового потока. 5 ил, 135703215 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к массообменной технике и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевойи других отраслях промышленности дляосуществления процессов абсорбции,десорбции, сушки распыпиванием и охлаждения.Целью изобретения является интенсификация массообменного процессаза счет увеличения времени контактафаз.На фиг. 1 предстанлено устройст-.во,общий вид;на фиг.2 - разрез А-А нафиг, 1;на фиг. 3- элемент конструкциисекциониронанного аппарата с утолщенными торцами;на фиг. 4 - то же,с кольцевым вводным устройством, снабженным радиальными соплами;на фиг.5 - то же, срадиальными соплами,Аппарат содержит цилиндрическийкорпус 1, сепарационный элемент 2,боконая поверхность которого снабжена отверстиями с кольцевой отбортовкой 3 в сторону корпуса. Поверхность,сепарационного элемента 2 может бытьвыполнена с утолщениями 4 и снабженасоплами 5, Оси последних сориентированы радиально, Корпус 1 снабжен тангенциальным патрубком 6 ввода газа ипатрубком 7 вывода газа 7, Устройство ввода жидкости состоит из подводящей арматуры 8, Нижняя часть корпуса 1 снабжена выводным патрубком 9отсепарированной жидкости.Участки сепарационного элемента 2в области ввода жидкости снабженысоплами 5 и могут быть выполненыцельными или разрезанными на отдельные секции,Примерами снабжения сепарационного элемента 2 соплами 5 могут служитьвыполнение сопел в теле сепарационного элемента и выполнение сопел вкольце 10, укрепленном между торцамисекций сепарационного элемента 2,Возможно расположение рядов сопловыхотверстий по диаметру или по образующей цилиндрического сепарационногоэлемента, или по винтовой линии приусловии стационарного режима истечения жидкости.Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.Газ через тангенциальный патрубок6 ввода газа поступает н контактнуюзону аппарата, Получив вращательныйимпульс н тангенциальном патрубке ввода, газ движется по винтовой траектории вдоль продольной оси аппарата. Жидкость подводится к соплам 5 по поднодящей арматуре 8, истекает в радиальном направлении и движется по направлению к ядру газового потока - к центру аппарата,Жидкость, поступиншая в контактную зону, совершает в последней петлеобразное движение, На первой стадии этого движения жидкость в виде струй и капель движется с периферии к центру аппарата, одновременно смещаясь по ходу движения газовой фазы до тех пор, пока энергии потоковжидкости и газа станут равными. Скорость истечения жидкости из сопел 5подбирается такой, чтобы. капли на первои стадии своего движения недостигали центральной части аппарата. Это гарантирует отсутствие уносакапель через центральную часть аппарата, где центробежные силы гаэового потока малы, Под действием центробежных сил газонога потока кинетическая энергия жидкости уменьшаетсянастолько, что капли прекращают движение к ядру потока и начинают двигаться в направлении сепарационногоэлемента, Такое торможение капельвызывает их дополнительное дроблениеи обновление поверхности контакта,что приводит к интенсификации массообмена,На второй стадии движения жидкости (от центра аппарата к сепарационным элементам) вновь образованныекапли отбрасываются на внутреннююстенку сепарационного элемента 2,проходят через их отверстия и под действием гравитационных сил стекают внижнюю часть корпуса 1 и отводятсяк патрубкам 9 из аппарата. Отработанный газ отводится из аппарата через выводной патрубок 7.Таким образом, наличие второй стадии движения капель увеличивает интенсивность массообмена за счет до- .полнительного обновления поверхности контакта и увеличения временивзаимодействия Фаэ.При выполнении сепарационногоэлемента секционированным с утолщенными торцами становится возможнымоблегчить монтаж и улучшить эксплуатационные качества аппарата, таккак снижается время на проведениетехнического обслуживания, плановыхи внеплановых ремонтов вследствиетого, что очистка от наслоений пазов (сопел), выполненных в торцах,проще, эффективнее и занимает в несколько раз меньше времени, чем очистка отверстий, и позволяет применятьмеханические способы очистки, например электромеханический способ очистки пазов металлической круговой щеткой, при котором время, затраченноена техническое обслуживание аппарата,практически равно времени, затрачиваемому на разборку и сборку аппарата. Примером утолщенных торцов сепарационных элементов может служить отбортовка края, выполнение утолщениялитьем или механической обработкойпри изготовлении цилиндра,Наибольший эффект достигается,когда в предлагаемом устройстве предусмотрена ориентация сопел под углом к предельной оси аппарата. Вэтом случае направление истеченияжидкости из сопел 5 обеспечивает организацию противотока фаз на первойстадии контактирования, при которомкасательные напряжения на границераздела фаз значительно больше, чемпри прямоточном взаимодействии, аследовательно, осуществляется болееинтенсивный массообмен уже на первойстадии движения жидкости. При этомотносительная скорость контакта фазпринимает максимальное значение,что, в свою очередь, интенсифицирует массообмен,Желательно, чтобы ориентирование сопел позволяло направить жидкостнойпоток противоположно вектору скорости закрученного газового потока, следовательно, увеличить касательное напряжение при контактировании фаз, Бпри этом направление движения жидкости противоположно среднему углу подъема закрученного газового потока, что обеспечивает повышение эффективности массообмена.10Предлагаемый аппарат по сравнениюс известным позволяет повысить эффективность массообмена, уменьшить металлоемкость и габариты аппарата, облегчить монтаж и сократить времяна проведение плановых и внеплановых ремонтов, что улучшает эксплуатационные качества аппарата, Повышениестепени извлечения до 96,57. позволяет решать задачи утилизации ценных 20материалов и способствует защите окружающей среды от промышленных выбросов.Формула изобретенияТепломассообменный аппарат, содержащий корпус, устройство ввода жидкости, устройства для ввода и вывода Фаз, сепарационный элемент с боковой поверхностью, выполненной с отверстиями с кольцевой отбортовкойв сторону корпуса, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью интенсификации массообменного процесса засчет увеличения времени контактафаз, участки сепарационного элементав области ввода жидкости снабженысоплами, радиально ориентированными 40к оси аппарата.,Заказ 5917/3 Тираж 657 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5