Массообменный аппарат

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК збв В 01 Р 3/3 еийвал м торможения-снят абжен бл СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 359040, кл. В 01 0 3/30, 1971.2. Авторское свидетельство СССРУ 747480, кл. В 01 П 3/30, 1977.3. Авторское свидетельство СССРВ 912195, кл. В 01 Р 11/04, 1980,(54) (57) 1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ преимущественно для прямоточных х мосорбционных процессовсистем га жидкость, включающий цилиндрическ корпус, установленный соосно ему с закрепленными на нем контактным элементами, чередующимися с конта ными элементами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса, и штуцера ввода и вывода рабочих фа о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности процесса за счет интенсификации массообмена и использования энергии обраба-.тываемых потоков, контактные элементы выполнены в виде профилированныхтурбинных лопаток,2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что в корпусеи/или валу аппарата выполнены радиальные прорези, которые связаны скаждой из межступенчатых полостейаппарата штуцерами ввода и выводарабочих фаз, причем прорези выполнены с переменными по длине аппаратасечениями, уменьшающимися в направлении движения газа.3. Аппарат по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что радиальные прорези снабжены устройством регулировки расхода газа.4. Аппарат по пп. 1-3, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что аппарат установленным на валу.Изобретение относится к массообмеццым устройствам и может быть использовано для прямоточцых процессов абсорбции и хемосорбции в химической, газовой и нефтехимической промышлен 5 цвести.Известен абсорбер для переработки природного газа, состоящий из корпуса с размещенными внутри него контактными устройствами, которые с целью использования энергии газа,цля вращения разбрызгивающих устройств выполнены в виде ряда полуовальных листов, подрезанных по периферии П.15Недостатком данного устройства является малая эффективность перемешивания вследствие низкого коэффициента использования энергии при передаче ее от обрабатываемых потоков.Известца роторная тепломассообмецная колонна, содержащая корпус, вал, установленный на оси корпуса, контактные ступени, укрепленные на валу и выполнение в виде отбортованцых спиральных лент с продольными вигами, делящими ленты на ряд смежполостей аппарата штуцерами ввода ивывода рабочих фаз, причем прорезивыполнены с переменными по длине аппарата сечениями, уменьшающимися внаправлении движения газа.Радиальн е прорези снабжены устройством регулировки расхода газа.Аппарат снабжен блоком торможения-снятия нагрузки установленнымна валуНа фиг. 1 показана принципиальнаясхема массообменного аппарата; цафиг. 2 - разрез А-А ца фиг, 1; нафиг. 3 - один из типов турбинных ступеней, общий вид; на фиг, 4 " турбинные ступени по длине аппарата, разрез, (т.е. развертка гидроаэродияамической решетки, осущестгленная посреднему диаметру проточной части Э;на фиг. 5 - профиль лопаток турбинных с.тупеней.Решетки профилей лопаток годобнырешеткам профилей паровых и Газовыхтурбин и отличаются от цих ув=личенной толщиной выходных кромок и повышенной шероховатостью.В предлагаемом устройстве длятурбинной ступени характерен небольшой коэффициент быстроход.о гя цэ250, что при условии осущГГ.Гмаксимального К 1 Щ обеспечиваетбезударный режим работы агцтарг а.Большая вогнутость проб Вя огределяет большой угол поворота поокаУвеличение величины входной кромкилопатки способствует развитию вихревого следа за лопаткой и определяетзначительную интенсификацию процесса перемешивания и массообмеца,Для каждого конкретного и-ов-сас его кинетикой определяотея своигеометрические характеристики профиля турбинной лопатки, параметры ГУ 1-.бинной ступени и их количесгво заппарате. Все это обеспечивав: инте ."ификацию про; есса маг.сооб-.к-; цых по высоте каналов, и переточные устройства, причем на концах лент Выполнены ступенчатые вырезы, центральные концы лент, смежных по высоте кацапов, расположены на различном расстоянии от в;ла, рабочие торцы переточцых устройств размещены у начала лент 23.Известен массообменный аппарат,35 включающий цилиндрический корпус, установленный соосцо ему вал с закреп ленными на нем контактными элементами, чередующимися с контактными эле 4 О ментами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и штуцера ввода и вывода рабочих фаз Г 31.Недостатком известного аппарата является низкая эффективность процес 45 са массообмена вследствие подвода энергии извне и недостаточного перемешивания обрабатываемых потоков. Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет 5 О интенсификации массообмена и испопьзования энергии обрабатываемь 1 х потоков,Указаццая цель достигется тем,что в массобменном аппарате преимущественно дл 1 я прямоточцых хемосоро,ионных пр 11.сон Гистем газ - жидкгть,Велюча 1 пе," 1 ц 1 и 11 дрический корГ 1 ус УГТЛ Ц 1111 Ч 1 Г ОГГ 11 ЕМУ ВЛ Т Г ЗЛ" крепленцыми на нем контактными злементами, чередующимися с контактными элементами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса, и штуцера ввода и вывода рабочих фаз, контактные элементы выполнены в виде профилированных турбинных лопаток.В корпусе и/или валу аппарата выполнены радиальные прорези,. которые связаны с каждой из межступенчатых Массообмен 11 ый аппаат со: 1 Г цилиндрического корпуса 1. Вала 2.установленного на подшипниковых опорах 3 и 4 с отверстиями для прохода обрабатываемого потока, сборки турбинных профилированных элементов 5 и 6; неподвижно закрепленных по корпусу 1 и вращающихся на валу 2.В опорах использованы радиально-упор ные подшипники. В конструкции предусмотрены прорези 7 в валу и прорези 8 в корпусе для дополнительной 10 подачи в межтурбинные полости рабочих агентов через установочно или/л регулировочно подвижный дроссель 9.Прорези 7 и 8 имеют сечения, уменьшающиеся по длине аппарата. К валу 15 2 аппарата по необходимости подключается блок 10 торможения - снятия нагрузки. На фиг, 5 показан профиль лопаток 11 турбинных ступеней,Аппарат работает следующим образом,Двухфазная или трехфазная смесь прямотоком подается в массообменный аппарат через отверстия подшипниковых опор 3 и направляется на контакт 25 ные элементы 5 и 6. Иассообмен в тур. бинных решетках осуществляется за счет значительной турбулизации двухили трехфазного потока путем разбрыз-. гивания его в поле действия центро. бежных и пульсирующих вихрей, создания больших, постоянно обновляющихся поверхностей контакта фаз. Это происходит за счет многократного перекрест. ного тока, дробления и отражения многофазного потока. Значительная турбулизация и определяет высокие скорости массообмена. Вращение вала массо- обменного аппарата достигается за счет осуществления двух последовательно протекающих процессов: первый - преобразование энергии рабочего потока в кинетическую, которое происходит в профилированном контактном элементе, закрпеленном по корпу су; второй - передача кинетической энергии потока вращающемуся турбинному контактному элементу, расположенному на валу турбины. Прореагировав,двух- или трехфазный поток через проходную опору 4 направляется на дальнейшую обработку,В качестве контактных элементовиспользуются низкооборотные турбинные ступени с постоянными углами закрутки на входе и выходе профилей.Количество контактных элементов в ап.парате определяется кинетикой процессов, задаваемой величиной перепада давления, расходом реагентов и качеством обработки.Применение низкооборотных до2000 об./мин турбинных элементов позволяет не только эффективно проводить процесс массообмена за счет .,создания больших поверхностей контакта, но и устранить осложнения, например вибрацию, кавитацию и т.д приработе устройства на двух- и трехфазных смесях,При необходимости в аппарат вводится дополнительное количество реагекта через прорези в валу и/или корпуса,Расход этого реагента регулируется посредством переменного сеченияпрорезей и дросселем,При больших объемных производительностях обрабатываемых потоковдля уменьшения частоты вращения валапредусмотрен блок торможения или снятия нагрузки, с помощью которогоможно полезно испольэовать частьэнергии обрабатываемого потока.Конструкция массообменного аппарата позволяет эксплуатировать его какв вертикальном, так и в горизонтальном расположении. Отсутствие вибрации при работе аппарата определяетего работу без мощных фундаментов.Предлагаемый массообменный аппарат рассчитан на прямоточные массообменные процессы хемосорбции и абсорбции двухфазных систем, а такжена трехфазные системы, когда не могут быть использованы другие типымассообменных аппаратов.1111780 Составитель Г,Урусотилло Техред С Легеза ор Б, 1 утяг-": Корр акто писное аб ва, Ж филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная,з 6372/4 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Моираж рств обре нного комитетений и открыт35, Раушская