Аппарат с насадкой

(5) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ПИСАНИ Д ВТОРСКОМУ РЕТЕН ТЕЛЬСТ Н 30 мико-те(71) Казахский хикий институт(54) АППАРАТ С НАСАДКОЙ (57) Изобретение относится к тепломассообменной технике и может найти применение в химической и смежных с ней,отраслях промышленности при проведении процессов абсорбции, регенерации и пылеулавливания. Цель чзобретения - увеличение диапазона рабочих скоростей газа, снижение энергетических затрат, интенсификация протекающих процессов за счет турбулизации потоков вращающимися насадочными элементами, В аппарате, содержащем3 1500353 корпус 1, штуцеры 2 и 3 соответственно для входа и выхода газа, штуцеры 4 и 5 соответстве.нно для подвода орошающей жидкости и для ее сли 5 ва, опорно-распределительные решетки 6, струны 7, насадочные элементы 8, прикрепленные. к струнам с возможностью вращения вокруг них в вертикальной или горизонтальной плоскости,при чем элементы насадки изготовлены либо в виде прямоугольных пластин с закругленными краями и скрученнымиопод углом 45-180 друг относительно друга концами, либо в виде овальных пластин с вогнутостью посередине или с вогнутостью, смещенной к незакрепленному их концу. 4 з.п.ф-лы,1 табл., 5 ил.Изобретение относится к тепломассообменным и пылеулавливающим аппаратам и может найти применение в химической и других смежных с ней отраслях промышленности для процессов 20 абсорбции газов, регенерации поглоти- тельных растворов и пылеулавливания. Целью изобретения является увеличение диапазона рабочих скоростей 25 газового потока, снижение энергетических затрат, интенсификация протекающих процессов за счет турбулизации потоков вращающимися насадочными элементами 30На Фиг, 1 изображен аппарат с вращающейся насадкой, общий вид; на фиг, 2 - часть рабочей зоны колонны с насадкой, вращающейся в горизонтальной плоскости; на Фиг. 3 - то же, с насадкой, вращающейся в вертикальной плоскости; на фиг. 4 - вращающаяся насадка в виде овальных пластин с вогнутостью посередине; на Фиг, 5 то же, со смещенным центром вогнуто сти к свободному концу насадочного тела,Аппарат с вращающейся насадкой включает корпус 1, штуцеры 2 и 3 соответственно для входа и выхода газа, штуцеры 4 и 5 соответственно для подвода орошающей жидКости и для ее слива, опорно-распределительные решетки 6 и струны 7 с прикрепленными к ним насадочными элементами 8.Опорно-распределительные решетки имеют большое свободное сечение и изготавливаются из прутков любого профиля. Насадоцные элементы выполняются из материалов, способных противостоять агрессивности обрабатываемых сред.Аппарат с. вращающейся насадкой работает следующим образом. Газовый поток, поступающий наочистку, подается через штуцер 2, захватывает распыленную штуцером 4жидкость и через нижнюю опорно-распределительную решетку 6 проходит внасадочную зону корпуса 1,где расположены насадочные элементы 8 на струнах 7. Работа аппарата наиболее эфФективна при скоростях газового потока выше 6 м/с. При таких скоростяхраспыпенная жидкость полностью транспортируется газовым потоком, Скорость движения распыленных капельжидкости до элементов насадки соответствует скорости движения газа, аотносительная скорость между нимипрактически равна нулю. При проведении процесса абсорбции массообменмежду Фазами осуществляется путеммолекулярной диффузии, а в процессепыпеулавливания происходит осаждениечастиц пыли на каплях,В насадочной зоне газожидкостныйпоток подхватывается вращающейся насадкой и под действием центробежнойсилы отбрасывается в сторону от осивращения. При этом относительнаяскорость газа и жидкости значительновозрастает, увеличивается поперечноеперемешивание и для случая абсорбциимассообмен на каплях протекает нетолько за счет молекулярной диффузии,но и турбулентной, а в случае пылеулавливания дополнительно к механизму осажцения частиц на каплях подключается инерционный механизм. Всеэто приводит к росту эффективностипроводимых процессов.Прошедщий очистку газ с содержащейся в нем жидкостью удаляется, послечего происходит разделение газа отжидкости либо в устанавливаемом дополнительно сепараторе, либо при помощи других устройств.150035 При вращении насадки в виде прямоугольных пластин с закругленными краями и скрученными под углом 45-180о друг относительно друга концами, уста 5 новленной в горизонтальной плоскости, большая часть газожидкостного потока захватывается лопастями и отбрасывается от оси вращения, чем в случае расположения элементов насадки в вертикальной плоскости. Кроме того, горизонтальное расположение вращающейся насадки позволяет уменьшить высоту аппарата. Однако в этом случае гидравлическое сопротивление вышее, чем 15 у вертикально расположенной насадки, Вертикальное расположение позволяет установить большее число элементов в сечении аппарата, что улучшает условия распыления жидкости и соз О дает более развитую поверхность взаимодействия фаз.Величина угла скручивания концов насадочных тел зависит от скорости газового потокаПри скорости газа 4-6 м/с целесообразно выполнять насадочные тела с углом скручивания до 180 . В этом случае каналы, образованные скрученными пластинами, по которым движется газовый поток, способствуют интенсивному вращению насадочных тел с минимальными энерго- затратами. При скорости газа выше 6 м/с кинетическая энергия потока газа достаточна для вращения элемено тов насадки с углом закрутки до 45Насадка в виде овальных пластин с вогнутостью посередине при вращении вокруг струны описывает тороид. Разброс жидкости осуществляется по высоте, равной длине элемента. В этом случае количество удерживаемой жидкости несколько возрастает, а следовательно, увеличивается время взаимодействующих фаз, что благоприятствует массообмену. 1, Аппарат с насадкой, содержащий25 корпус, штуцеры входа и выхода газаи жидкости, крепежную решетку и струны с прикрепленными к ним с шагомдруг от друга насадочными телами,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,Зо с целью увеличения диапазона рабочих скоростей газа, снижения энергетических затрат, интенсификации протекающих процессов за счет турбулизации потоков вращающимися в горизонтальной плоскости насадочнымиэлементами, последние в центральнойчасти закреплены на струнах с возможностью вращения вокруг них и выполнены в виде прямоугольных пластин с40 закругленными краями и скрученнымипод. углом 45-180 друг относительноодруга концами.2. Аппарат по по.1, о т л н ч а ющ и й с я тем, что ось насадочных4 элементов расположена в горизонталь"ной плоскости,3. Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что ось насадочныхэлементов расположена в вертикальной5 О плоскостиф4. Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что насадочные элементы выполнены в виде овальныхпластин с вогнутостью посередине.5. Аппарат по и.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что центр вогнутостинасадочных элементов смещен к незакрепленному их концу. Выполнение овальных пластин со смещенным центром вогнутости к незакрепленному их концу позволяет увеличить центробежную силу, получить более мелкие капли, а значит, и увеличить поверхность взаимодействующих фаз.Испытания вращающейся насадки проведены на лабораторной установке при исследовании массоотдачи в газовой фазе. 3 БЗависимость коэффициентов массоотдачи в газовой фазе и гидравлического сопротивления вращающейся насадки от скорости газового потока при плотности орошения - 25 м/м ч представлена в таблице.Изобретение обеспечивает устойчивую работу аппарата при скоростях газового потока выше 6 м/с, получение более развитой поверхности контакта фаз за счет синхронного и непрерывного вращения насадочных элементов, значительное увеличение скорости движения капель относительно газа и, как следствие, высокую интенсификацию протекающих в аппарате процессов и снижение гидравлического сопротивления и трудоемкости изготовления насадочных элементовформула изобретенияВид насадки Скорость ГидравличесКоэффициент массоотдачив газовойфазе, м/с газа,м/с 12,0 15,4 20,5 8 1211,3 14,2 19,2 50 105 285 11,2 14,3 19,0 60 190 345 Овальные пластины с 4 вогнутостью посереди не 12 11,6 5,0 19,5 65220 375 Овальные пластины с 4 вогнутостью, смещенной 8 к незакрепленному кон цу Прямоугольные пластины с закругленнымикраями и скрученнымипод углом 120 друготносительно другаконцами (горизонтальное расположение) кое сопротивление, Па1 )00353Составитель А.Сондор Редактор:А,Лежнина Техред М,Дидык Корректор Э.ЛоцчаковаЗаказ 4798/10 Тираж 600 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101