SU1111780A1 - Массообменный аппарат - Google Patents

Abstract

1. МАССООБМЕННЫЙ А1ШАРАТ преимущественно дл  пр моточных хемосорбционных процессов систем газ жидкость , включающий цилиндрический корпус, установленный соосно ему вал с закрепленными на нем контактными элементами, чередующимис  с контактными элементами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса, и штуцера ввода и вы&ода рабочих фаз, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса за счет интенсификации массообмена и использовани  энергии Обраба-, тываемых потоков, контактные элементы выполнены в виде профилированных турбинных лопаток. 2.Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что в корпусе и/или валу аппарата выполнены радиальные прорези, которые св заны с каждой из межступенчатых полостей аппарата штуцерами ввода и вывода рабочих фаз, причем прорези выполнены с переменными по длине аппарата сечени ми, уменьшающимис  в направлении движени  газа. W 3.Аппарат по п. 1,отличающ и и с   тем, что радиальные прос рези снабжены устройством регулировg ки расхода газа. 4.Аппарат по пп. 1-3, о т л и чающийс  тем, что аппарат снабжен блоком торможени -сн ти  нагрузки, установленным на валу.

Description

Изобретение относитс  к массообменным устройствам и может быть использовано дл  пр моточных процессов абсорбции и хемосорбции в химическо газовой и нефтехимической промышлен нЬсти. Известен абсорбер дл  переработк природного газа, состо щий из корпу са с размещенными внутри него кон тактными устройствами, которые с це лью использовани  энергии газа ,цл  вращени  разбрызгивающих устройств выполнены в виде р да полуовальных листов, подрезанных по периферии С11 Недостатком данного устройства  вл етс  мала  эффективность переме шивани  вследствие низкого коэффициента использовани  .энергии при передаче ее от обрабатываемых потоков. Известна роторна  тепломассообменна  колонна, содержаща  корпус, вал, установленный на оси корпуса, контактные ступени, укрепленные на валу и выполнение в виде отбортованных спиральных лент с продольными зигами, дел щими ленты на р д смежных по высоте каналов, и переточные устройства, причем на концах лент выполнены ступенчатые вырезь;, центральные концы лент, смежных по высоте каналов, расположены на различном рассто нии от в;|ла, рабочие торцы переточных устройств размещены у начала лент С2. Известен массообменный аппарат, включаюищй цилиндрический корпус, установленный соосно ему вал с закре ленными на нем контактными элементами , чередующимис  с контактными элементами , закрепленными на внутренней поверхности корпуса и штуцера ввода и вывода рабочих фаз С31. Недостатком известного аппарата  вл етс  низка  эффективность процес са массообмена вследствие подвода энергии извне и недостаточного перемешивани  обрабатываемы потоков. Целью изобретени   вл етс  повьпле ние эффективности процесса за счет и}1тенси(1)икации массообмена и использовани  :Jf epгии обрабать ваем1з1к потоков . Ук занна  цель достиг.-етс  тем, что в массообменном аппарате преимущественно дл  пр моточных хемоспрбци онных процпссов систем газ - жтвдкост вклнтаюшсм цилиндрический корпус, устаHoiiJifiiiibiii соосмс; ему вал с :тп-крепленными на нем контактш.ми элементамИ; чередующимис  с контактными элементами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и штуцера ввода и вывода рабочих фаз,, контактные элементы выполнены в виде профилированных турбинных лопаток о В корпусе и/или валу аппарата выполнены радиальные прорези которые св заны с каждой из межступенчатых полостей аппарата штуцераш ввода и вывода рабочих фаз, причем прорези выполнены с переменными по длине аппарата сечени м.и, уменьщающимис  в направлении движени  газа. Радиальн е прорези снабжены устройством регулировки расхода газа. Аппарат снабжен блоком торможени -сн ти  нагрузки5 установленным на валу., На фиг. 1 показана принципиальна  схема массообменного аппарата; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1, на фиг. 3 - один из типов турбинных ступеней , общий ВИД1 на фиг, 4 турбинные ступени по длине аппарата,, разрез j (т.е. развертка гидроазродинамической решетки, осуществленна  по среднему диаметру проточной части Ъ на фиг. 5 - профиль лопаток турбинных ступеней. Решетки профилей лопаток подобны решеткам профилей паровых и газовых турбин и отличаютс  от них унзличенной толщиной выходных кромок и повышенной шероховатостью. В предлагаемом устройстве дл  турбинной ступени характерен небольшой коэффициент быстроходноеги до 250, что при условии осущпсг-;-;аки  максимального КПД обеспечивает безударный режим работы аппаоэгга. Больша  вогнутость npocbi-CiiH определ ет большой угол поворота потоке Увеличение величины входной кромки лопатки способствует развитию вихревого следа за лопаткой и определ ет значительную интенсификацию процесса перемешивани  и массообмека, Дл  каждого конкретного проце-:еа с его кинетикой определ ютс  свои геометрические характер :1стики ггрофил  турбинной лопатки, параметрь турбинной ступени и их количество з аппарате. Все это обеспечиваег иктел: сификацию про;;8сса массообь;сНй.: Массообменный аппарат сс стоит из цилиндрического корпуса 1, вала 31 установленного на подшипниковых опорах 3 и 4 с отверсти ми дл  прохода обрабатываемого потока, сборки турбинных профилированных элементов 5 и 6; неподвижно закрепленных по корпусу 1 и вращаюицчхс  на валу 2. В опорах использованы радиально-упор ные подшипники, В конструкции предусмотрены прорези 7 в валу и прорези 8 в корпусе дл  дополнительной подачи в межтурбинные полости рабочих агентов через установочно или/л регулировочно подвижный дроссель 9. Прорези 7 и 8 имеют сечени , уменьшающиес  по длине аппарата. К валу 2 аппарата по необходимости подключаетс  блок 10 торможени  - сн ти  нагрузки. На фиг, 5 показан профиль лопаток 11 турбинных ступеней. Аппарат работает следующим образом . Двухфазна  или трехфазна  смесь пр мотоком подаетс  в массообменный аппарат через отверсти  подшипниковых опор 3 и направл етс  на контакт ные элементы 5 и 6. Массообмен в тур бинных решетках.осуществл етс  за счет значительной турбулизации двухили трехфазного потока путем разбрыз гивани  его в поле действи  центро бежных и пульсирующих вихрей, создани  больших, посто нно обновл юа5ихс  поверхностей контакта фаз. Это проис ходит за счет многократного перекрес него тока, дроблени  и отражени  мно гофазного потока. Значительна  турбу лизаци  и определ ет высокие скорости массообмена. Вращение вала массообменного аппарата достигаетс  за счет осуществлени  двух последовательно протекающих процессов: первый - преобразование энергии рабочего потока в кинетическую, которое происходит в профилированном контакт ном элементе, закрпеленном по корпусу; второй - передача кинетической энергии потока вращающемус  турбинно му контактному элементу, расположенному на валу турбины. Прореагировав 04 двух- или трехфазный поток через проходную опору 4 направл етс  на дальнейшую обработку. В качестве контактных элементов используютс  низкооборотные турбинные ступени с посто нными углами закрутки на входе и выходе профилей, Количестбо контактных элементов в ап парате определ етс  кинетикой процессов , задаваемой величиной перепада давлени , расходом реагентов и качеством обработки. Применение низкооборотных до 2000 об,/мин турбинных элементов позвол ет не только эффективно проводить процесс массообмена за счет , создани  больших поверхностей контакта , но и устранить осложнени , например вибрацию, кавитацию и т,д,, при работе устройства на двух- и трехфазных смес х, При необходимости в аппарат вводитс  дополнительное количество реагента через прорези в валу и/или корпуса . Расход этого реагента регулируетс  посредством переменного сечени  прорезей и дросселем, При больших объемных производительност х обрабатываемых потоков дл  уменьшени  частоты вращени  вала пре,цусмотрен блок торможени  или сн ти  нагрузки, с помощью которого можно полезно использовать часть энергии обрабатываемого потока. Конструкци  массообменного аппарата позвол ет эксплуатировать его как в вертикальном, так и в горизонтальном расположении. Отсутствие вибрации при работе аппарата определ ет его работу без мощных фундаментов, Предлагаемый массообменный аппарат рассчитан на пр моточные массообменные процессы хемосорбции и абсорбции двухфазных систем, а также на трехфазные системы, когда не могут быть использованы другие типы массообменных аппаратов.

Фиг..

ФигЗ

1„

Claims (4)

1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ преимущественно для прямоточных хемосорбционных процессов систем газ жидкость, включающий цилиндрический i корпус, установленный соосно ему вал с закрепленными на нем контактными элементами, чередующимися с контактными элементами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса, и штуцера ввода и вывода рабочих фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет интенсификации массообмена и использования энергии обраба-. тываемых потоков, контактные элементы выполнены в виде профилированных турбинных лопаток.

2. Аппарат поп. 1, отличающийся тем, что в корпусе и/или валу аппарата выполнены радиальные прорези, которые связаны с каждой из межступенчатых полостей аппарата штуцерами ввода и вывода рабочих фаз, причем прорези выполнены с переменными по длине аппарата сечениями, уменьшающимися в направлении движения газа.

3. Аппарат поп. 1, о т л и чающий с я тем, что радиальные прорези снабжены устройством регулировки расхода газа.

4. Аппарат по пп. 1-3, о т л и чающийся тем, что аппарат снабжен блоком торможения-снятия нагрузки, установленным на валу.

SU п·, (ПГ780