SU829124A1 - Тепломассообменный аппарат - Google Patents

Description

(54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

I

Изобретение относитс  к химическому и нефтеперерабатывающему оборудованию и предназначено дл  процессов ректификации, абсорбции и очистки газов.

Известен контактный элемент, выполненный в виде завихрител , заключенного в обечайку, выполненную с отверсти ми в нижней части и снабженную направл ющим конусом и распределителем 1.

Однако в таком устройстве поверхность контакта фаз незначительна.

Известен контактный аппарат, содержащий перфорированные конусные элементы, переход щие -в основании в шестигранную обечайку и образующие по высоте аппарата ступени контакта, причем конусные элементы соседних ступеней контакта обращены друг к другу поочередно то верщинами, то основани ми 2.

Однако в данной конструкции щестигранна  обечайка не  вл етс  секционирующим элементом, так как полностью не перерывает паровое пространство. Контактный аппарат работает в барботажном режиме, при этом расположение конусных элементов не позвол ет организовать более производительный и эффективный контакт фаз с центробежной сепарацией и закруткой потоков.

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому  вл етс  контактное устройство, включающее конус, закрепленный в колонне верщиной вниз и выполненный с прорез ми и направленными внутрь пластинами. Переток жидкости из конуса в конус по высоте аппарата осуществл етс  по переточным трубам, при этом контакт фаз протекает во вращающемс  по стенке конуса газожидкостном слое 3.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что переток жидкост1| из конуса в конус осуществл етс  по трубам без контакта с газом при неэффективном использ9вании высоты сепара-ционного пространства . Наличие труб в сепарационном пространстве приводит к торможению вращени  потока газа и снижению эффективности центробежной сепарации фаз. В результате снижаетс  производительность и эффективность массообмена. Кроме того, отсутствие секционирующих обечаек приводит к перераспределению фаз по элементам , что также снижает эффективность массообмена .

Цель изобретени  - увеличение производительности и эффективности массообмена за счет улучшени  условий сепарации и организации дополнительного контакта фаз.

Цель достигаетс  тем, что нижн   часть каждого конуса снабжена устройством дл  разбрызгивани  жидкости, цилиндрической обечайкой с лопаточным завихрителем, при этом цилиндрическа  обечайка расположена на рассто нии относительно конуса нижележащего контактного устройства.

Целесообразно аппарат снабжать обечайками , соедин ющими соединение по высоте конусы, кажда  из которых выполнена с высотой, равной рассто нию между соседними контактными устройствами, что гарантирует полное секционирование потоков по сечению аппарата.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат , в котором установлены контактные конусы, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - конус с установленным внизу лопаточным завихрителем; на фиг. 4 стенка конуса, разрез и направление пластин прорези и движени  потоков газа и жидкости.

Контактное устройство устанавливаетс  в корпусе 1 аппарата, содержит конус 2, окруженный секционирующей обечайкой 3 и установленный в полотне 4. Конус выполнен с прорез ми 5 и направленными внутрь пластинами 6. Нижн   часть конуса снабжена устройством дл  разбрызгивани  жидкости, например в виде перфорации 7 в стенке конуса или вертикальных щелей 8. Снизу конуса закреплен лопаточный завихритель 9, окруженный цилиндрической обечайкой 10. 1Дилиндрическа  обечайка установлена с кольцевым зазором 11 к стенке нижележащего конуса. Секционирующа  обечайка 3 окружает конусные элементы по всей высоте парового пространства и может быть выполнена цилиндрической или щестигранной, причем щестигранна  обечайка обеспечивает максимальный коэффициент заполнени  сечени  аппарата конусными элементами.

Аппарат работает следующим образом.

Восход щий поток газа или пара, пройд  через прорези 5 конуса 2, преобретает вращательное движение за счет однонаправленного расположени  пластин 6 прорезей. Жидкость , враща сь по стенке конуса и стека  вниз, контактирует с газом, проход щим черед прорези. Проконтактированна  жидкость стекает в нижнюю часть конуса, откуда через перфорацию 7 в стенке конуса разбрызгиваетс  на плоскость лопаточного завихрител  9 и дополнительно контактирует с газом, проход щим через завихритель . В результате дополнительной закрутки газового потока жидкость отбрасываетс  центробежной силой в кольцевой зазор

между цилиндрической обечайкой 10 и стенкой конусного элемента и поступает через кольцевой зазор 11 в зону контакта нижележащего конуса. Площадь кольцевой щели (зазора) должна быть подобрана с учетом обеспечени  необходимого гидрозатвора и равномерного распределени  жидкости по стенке конуса.

Преимущества предлагаемого устройства заключаютс  в следующем. Отсутствие

переточных труб в сепарационном пространстве улучшает услови  дл  центробежной сепарации фаз, так как в этом случае торможение вращению потоку незначительно . В результате максимально допустима  скорость газа в устройстве, лимитируема  величиной уноса жидкости, существенно увеличиваетс . Кроме того, сопротивление перетоку жидкости через перфорацию в стенке конуса значительно меньще , чем в переточных трубах, вследствие

чего возрастает пропускна  способность устройства по жидкости и производительность аппарата. Организаци  дополнительного контакта фаз без увеличени  высоты контактного устройства улучщает эффективность массообмена и позвол ет умень5 шить высоту массообменного аппарата.

Испытани  одиночного конусного элемента , проведенные на стенде диаметром 500 мм на системе вода - воздух при десорбции COj., показывают, что организаци  дополнительного контакта фаз увеличивает эффективность массообмена на 35%. Одновременно на 20% увеличиваегс  производительность устройства по газу и жидкости по сравнению с устройством, 5 оборудованным переточными трубами. Все это позвол ет уменьщить высоту и диаметр массообменного аппарата и снизить его металлоемкость .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Тепломассообменный аппарат, включающий корпус и расположенные по высоте контактные устройства, каждое из которых выполнено в виде полотна и закрепленного в нем расположенного верщиной вниз конуса с прорез ми и направленными внутрь пластинами , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  производительности и эффективности массообмена за счет улучщени  условий сепарации и организации дополнительного контакта фаз, нижн   часть каждого конуса снабжена устройством дл  разбрызгивани  жидкости и цилиндрической обечайкой с лопаточным завихрителем, при этом цилиндрическа  обечайка расположена на рассто нии относительно конуса нижележащего контактного устройства.
2. 2. Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен обечайками, соедин ющими

   соседные по высоте конусы, кажда  из которых выполнена с высотой, равной рассто нию между соседними контактными устройствами .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР

   по за вке № 2613596/26, кл. В 01 D 3/20, 1978.

   2.Патент США № 2051545, кл. 261 - 113, 1967.
3. 3.Патент США № 3233879, кл. 261-79, 1970.