Тепломассообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 11 И 4(51) В 01 0 3/3ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ юл,У 6Г.З,АлекперовН,Н,Султанов следоваитут по поди перетво ССС975.о СССР979.1 ЫЙ АППАрубкаа ю(21) 3591621/23-26(71) Всесоюзный научно-истельский и проектный инстготовке к транспортировкеработке природного газа(54)(57) 1, ТЕПЛОМАССООБМЕНРАТ, включающий корпус с па ми ввода и, вывода фаз, размещенныена валу жидкостные приводы, контактные устройства, сепарационную зону,отличающийся тем, что,с целью расширения диапазона нагру-.зок по газу и жидкости за счет предотвращения уноса капельной жидкости, контактные устройства установлены в сепарационной зоне аппаратаи соединены с валом жидкостного привода при помощи зубчатой передачи,2, Аппарат по п. 1, о т л и чщ и й с я тем, что контактные устройства выполнены в виде перфорированных цилиндров с фильтрующим слоем и снабжены центробежным нагнетателями, 1139454Изобретение относится к газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химическойпромышленности и может применятьсяв массотеплообменных процессах на 5системе жидкость - газ пар) .Известна контактная тарелка, содержащая основание в виде циска,снабженного переточными устройствами и патрубками для прохода газа, 1 ОНад патрубками установлены завихрители, выполненные в виде перфорированных цилиндров, снабженных лопастя,ми,Завихрители имеют элементы дляподачи жидкости. Газ проходит через 15патрубки, попадая на лопасти, приводит цилиндры во вращение. Жидкостьс верхней тарелки попадает в полость цилиндров, при их вращении диспергируется через перфорации в стенках в газовый поток, турбулизированный лопастями, что способствует массообмену 1,Однако рост производительности погазу вызывает интенсивное вращение 25завихрителей и унос части диспергируемой ими жидкости в виде капель.Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус с расположенными в нем контактными устройст- ЗОвами. Контактные устройства снабжены жидкостными приводами и соединяющим их трубопроводом с регуляторомрасхода жидкости. В этом аппаратепроконтактировавшая или подаваемаяна контакт жидкость по трубопроводуподводится к жидкостным приводам,проходит по ним и приводит во вращение валы жидкостных приводов, Энергия вращения вала передается на контактные устройства, которые преобразуют ее в энергию механического воздействия на контактируемые потоки 12,Однако увеличение скорости газового потока в аппарате вызывает уноскапельной жидкости из аппарата.Целью изобретения является расширение диапазона нагрузок по газу ижидкости за счет предотвращения уно Оса капельной жидкости,Указанная цель достигается тем, что в тепломассообменном аппарате, включающем корпус с патрубками ввода и вывода фаз, размещенные на валу 55 жидкостные приводы, контактные устройства, сепарационную зону, контактные устройства установлены в сепарационной зоне аппарата и соединены свалом жидкостного привода при помощизубчатой передачиКонтактные устройства целесообразно выполнять в виде перфорированных цилиндров с фильтрующим слоем иснабжать центробежными нагнетателямиеКонструктивно данный аппарат может быть выполнен вертикальным илигоризонтальным,На фиг.1 изображен тепломассообменный аппарат вертикального типа,разрез; на фиг 2 - сечение А-А нафиг.1; на фиг,3 - тепломассообменный аппарат горизонтального типа,разрез; на фиг.4 - тепломассообменный аппарат вертикального типа,в котором для сепарации используетсяэнергия потока жидкости, выводимогоиз аппарата.Аппарат включает корпус 1, в реакционной зоне которого размещеныконтактные ступени 2 известньх конструкций, а в сепарационной зонерасположен жидкостной привод 3, навалу которого установлены статоры 4и роторы 5, выполненные в виде турбинок, а на выходном конце нала установлено зубчатое колесо 6, входящеев зацепление с шестернями-сателлитами 7, На валу этих шестерен установлены контактные устройства 8, которые могут быть выполнены в видефильтра, представляющего перфорированную трубку 9 с фильтрующим слоем 10, Фильтрующий слой 1 О имеет большое проходное сечение и может быть выполнен в виде сетчатой насадки,Контактное устройство может бытьд 1 угой известной, конструкции,Контактное устройства снабженоцентробежным нагнетателем 11,Аппарат снабжен двумя штуцерами12 и 13 для ввода жидкости, соединенными между собой трубопроводом 14.с регулятором 15 расхода жидкости,Штуцер 12 соединен трубопроводом сжидкостным приводом 3.Б аппарате горизонтального типавал жидкостного привода 3 связан свалом контактного устройства 8,двухступенчатой кончческой зубчатойпередачеч и трансмиссионным валом1 б. Первая ступень содержит зубчатуюпару 17 и 18, а вторая ступень - зчячатую пару 19 и 20,. Жидкостной привод 3 расположен всливной емкости 21, соединенной скорпусом 1 аппарата при помощи сливных патрубков 22.Сливная емкость снабжена штуцерами 23 и 24 для вывода жидкости, соединенными между собой трубопроводом25 с регулятором 26 расхода.Предлагаемый аппарат вертикальноготипа (фиг.1) работает следующим образом.Газ поступает в аппарат и движется вверх, контактируя с жидкостью,поступающей вниз на контактных ступенях 2. Жидкость подается в верхнюючасть аппарата по трубопроводу, через штуцера 12 и 13.Жидкость, поступающая в штуцер12, проходит по жидкостному приводу 3 и приводит контактные устройства 8 и центробежные нагнетатели 11во вращение.Интенсивность вращения зависит отколичества жидкости, проходящей пожидкостному приводу, которое регулируется при помощи регулятора расхода 15. Увеличение или уменьшение расхода жидкости через регулятор 15и штуцер 3 вызывает соответственноуменьшение или увеличение расхода еечерез трубопровод 14 и жидкостнойпривод 3.Контактные устройства 8 и нагнетатели 11 приводятся во вращение следующим образом,Жидкость поступает в корпус жидкостного привода 3 и проходит черезстаторы 4, которые своими турбинками направляют жидкостной поток натурбинки роторов 5. При этом роторыи закрепленный в них вал подшипников приводятся во вращение, используя центральное кольцо статоров в роли подшипников скольжения. Вращениевала жидкостного привода передается при помощи зубчатых колес 6 ишестерен-сателлитов 7 на контактныеустройства 8 и нагнетатели 11,Газ с захваченной на контактныхступенях 2 капелькой жидкостью попадает на лопасти центробежного нагнетателя 11, где происходит отбойкапель за счет центробежной силы,Газ проходит через фильтрующий слой10, перфорации трубы 9 контактногоустройства 8 и выводится из аппарата. Фильтрующий слой коагулируетмелкие капли жидкости и эа счетколичества жидкости, проходящей через жидкостной привод, Это количество жидкости регулируется путем час 4 С тичного отвода ее иэ сливной емкости 21 через штуцер 23 по трубопроводу 25 при помощи регулятора 26 расхода жидкости,"ппарат вертикального типа (фиг.4)работает по аналогии с аппаратомгоризонтального типа (фиг,31 исполь/фзуя для сепарации энергию проконтактировавшей жидкости,Байпасные линии для газа й жидкос, ти позволяют производить ремонт сепарационной зоны, вынесенной из аппарата, и жидкостного привода без остановки самого аппарата, работающего его этом в режиме без брызгоуноса (при меньшей производительности), Частота вращения центробежных нагнетателей 11 иконтактных устройств 50 55 центробежной силы отбрасывает ее кстенкам аппарата, по которым онастекает в реакционную зону.Большое проходное сечение фильтрующего слоя способствует уменьшению габаритов контактных устройств ипотерь давлений газового потока.Центробежные нагнетатели 11 не только отбивают крупные капли жидкости,1 С но и нагнетают газовый поток по ходуего движения в аппарате, способствуяэтим уменьшению потерь давления в аппарате. Нагнетательная способность центробежныхнагнетателей может быть увеличенаредуцированием эа счет установки дополнительных зубчатых передач.Установка нагнетателей в сепарационной зоне между ступенями контакта способствует уменьшению потерьдавления на этих ступенях,.В аппарате горизонтального типа( фиг.3) проконтактировавшая жидкостьсливается по патрубкам 22 в сливнуюемкость 21, поступает в жидкостнойпривод 3 и, двигаясь по нему, приводит во вращение вал привода. Вращение вала передается при помощидвух зубчатых конических пар 17, 18и 19, 20 на контактное устройство 8и центробежный нагнетатель 11.Уносимые газом капли жидкости отбиваются центробежным нагнетателем11 и контактным устройством 8 и по-падают в сливную емкость 21.35Число оборотов контактного устройства 8 и нагнетателя 11 зависит от8 регулируется изменением расхода жидкости через байпасную линию.Эффективность работы сепарационного узла аппарата зависит от энер, гии жидкости, которую можно использовать для целей сепарации.Таким образом, установка в сепарационных зонах тепломассообменных аппаратов контактных устройств 8 и центробежных нагнетателей 1 позволит предотвратить укос жидкости из аппарата, расширить диапазон нагрузок по газу и жидкости и уменьшить потерю давления газового потока, причем это можно осуществить, утилизируя энергию жидкого потока, которая обычно теряется,5Использование энергии контактируемой жидкости для целей сепарации позволит применять в процессах с меняющимися нагрузками по газу и жидкости, например, в газовой промышленности вертикальные аппараты, работающие в режиме инверсии фаз, и горизонтальные прямоточные аппараты.1139454 аиЛоСДая ЛОНОЯ6 ля )юАосаф Составитель Г.УрусовРедактор М,Циткина Техред 3 Палий ектор И Эрдей писно аказ г.ужгород,Пате оектная,4 6/4 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, ираж 659венного комиретений и оЖ, Раушс та СССРытийнаб д. 4