SU874086A1 - Массообменный аппарат - Google Patents

Description

(54) МАСССЮБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относитс  к массообмен- ным аппаратам дл  ректификации, абсорбции . Они могут найти применение в химической , нефтехимической, пищевой и других отрасл х промышленности. Известен массообменный аппарат, состо щий из корпуса и тарелок, снабженных переливными устройствами и контактными элементами, выполненными в виде цилиндрических грубок, которые имеют се парационные устройства и завихрители в нижней части Ц J . Однако такой аппарат имеет небольщое живое сечение, так, как около 35% повер ности тарелки занимают переливные устройства . Кроме того, аппарат обладает небольщой пропускной способностью по жидкой фазе, малой поверхностью контакта фаз, а следовательно, низкой эффективностью массообмена. Известен также массообменный аппа рат дл  взаимодействи  пара (газа) С жидкостью, состо щий из корпуса и тарелок , снабженных контактными элементами выполненными в виде цилиндрических трубок , имеющих сепарационные устройства и переливные патрубки, которые верхним своим концом проход т сквозь тело тарелки , а нижней частью, где расположены завихрители потока, опущены в цилиндричеокие трубки нижележащей тарелки 2 j . Однако данный аппарат имеет небольшую пропускную способность по жидкой фазе, малую поверхность контакта фаз, а следовательно, низкую эффективность массообмена . Кроме того, аппарат ненадежен в работе. Мала  поверхность контакта фаз и не больща  производительность по жидкой фазе вызвана тем, что жидка  пленка обрадуетс  только на внутренней поверхности цилиндрических трубок. Небольща  производительность по жидкой фазе заключаетс  также в том, что жидкость из переливных патрубков поступает на внутреннюю поверхность дипинфических трубок только за счет разности давлени , создаваемого столбом жидкости в переливных патрубках и давлени , вызванного сопротивлением контактных элементов. Ненадежность работы аппарата заключаетс  в отсутствии у переливных патрубков гидрозатвора (стаканов жидкосного затвора, в которые вход т концы переливных патрубков ), вследствие чего пар (газ) в момент запуска аппарата проходит через переливные патрубки, мину  цилиндрические трубки и, преп тствует протеканию жидкости с одной тарелки на другую. Такое  вление в конечном счете, приво1шт к захлебыванию аппарата и потере его работоспособности . Известен аппарат, состо щий из кор- пуса, снабженного контактными элементами , вьшопненными в виде цилиндрических трубок, имеющих сепарационные устройства и переливные патрубки с завихрител ми потока с лопаст ми, установленные нижней- частью в цилиндрические стаканы и расположенные на расто нии от них l3 J . Цель изобретени  - увеличение поверхности контактафаз, пропускной способности по жидкости и улучшение работоспособности аппарата. - Дл  достижени  этой цели в предлагаемом аппарате завихрители потока закреп лены на наружной поверхности цилиндрических стаканов, их лопасти выполнены полыми и соединены с полост ми цилиндрических стаканов. Каждый переливной патрубок в верхней части -снабжен шнеком Наличие цилиндрических стакайов,д закрепленными на их наружной поверхности полыми лопаст ми завихрителей и коль цевого зазора между наружной поверхностью переливных патрубков и внутренней поверхностью шшинщ)ических стаканов позвол ет создать жидкостную пленку не только на внутренней поверхности цилиндрических трубок, но и на наружной поверх ности переливных патрубков, за счет чего увеличиваетс  поверхность контакта пара (газа) с жидкостью и пропускна  способность аппарата по жидкой фазе. В этом случае жидкость в контактные элементы поступает как за счет разности давлени  создаваемого столбом жидкости в переливных патрубках, и давлением вызванным сопротивлением контактных элементов , так и вследствие сил инжекции. Силы инжекции возникают потому, что пар (газ), проход  в зазоре между внутренней поверхностью цилиндрических трубок и наружной поверхностью цилинщ)ичес ких стаканов, имеет большую скорость. 87 4 ем в контактных элементах. По этой причине коло выхода жидкости из кольцевой щели роисходит- понижение давлени , что выывает дополнительную подачу жидкости контактные элементы. Наличие цилиндрических стаканов, в коорые опущены переливные патрубки, повол ет создать гидрозатвор, преп тствуюий попаданию пара (газа) в переливные атрубки, и тем самьш обеспечить надежую работу аппарата. На фиг. 1 изображен массообменный хшарат, общий вид; на фиг. 2 - сечение -А на фиг. 1. Аппарат состоит из корпуса 1, в кото- ром расположены тарелки 2, снабженные контактными элементами 3, выполненными в виде цилиндрических трубок 4, имеющими сепарационные устройства 5 с отверсти ми 6 дл  вьтода жидкости, и переливными патрубками 7. В нижней части контактных элементов 3 расположены завихрители 8 потока, состо щие из цилиндрических стаканов 9, на наружной поверхности которых навиты полые лопасти 10, , верхние торцы 11 которых открыты и полости 12 лопастей Ю соединены с полост ми цилиндрических стаканов 9. Переливные патрубки 7, закрепленные на тарелках 2, в верхней своей части имеют щнеки 13, а нижними част ми вход т в цилиндрические стаканы 9 завихрителей 8 потока, образу  при этом кольцевой зазор 14 между внутренней поверхмойтью цилиндрических стаканов 9 и наружной поверхностью переливных патрубков 7. Огнощение внутренних диаметров цилиндрических стаканов 9 к наружным диаметрам переливных патрубков 7 составл ет 0,60-0,99, Отнощение длины щнеков 13 в верхней части переливных патрубков 7 к длине переливных патрубков - 0,150 ,80. Зазор между боковыми стенками полых лопастей 1О - составл ет 2-40 мм. Огнощение наружного диаметра полых лопастей 10 к внутреннему диаметру цилиндрических трубок 4 составл ет 0,85-1,00. Массообменный аппарат работает следующим образом. Пар (газ) движетс  в аппарате снизу вверх. На входев контактные элементы 3 завихритеда 8 придают потоку вращательное движение. Жидкость поступает на верхнюю тарелку 2 и перетекает с тарелки на тарелку при помощи переливных патрубков 7. Из переливных патрубков 7 жидкость поступает в полость цилиндрических стаканов 9, где часть жидкости проходит

через кольцевой зазор и увлекаетс  паром (газом) вверх по наружной поверхности , neJDejiHBHbix патрубков, 7 в виде тонкой закрученной жидкостной пленки. Друга  част жидкости из цилиндрических стаканов 9 поступает в полости 12 лопастей 10 и через их верхние открытые торцы 11 инжектируетс  паром (газом) вверх, диспергируетс  и приобретает врашательное движение . При этом в центробежном попе по тока она отбрасываетс  к внутренней стенке цилиндрических трубок 4 и транспортируетс  вверх в виде закрученной жидкооТной ппен1ш. При этом на всем пути винтового движени  жидкостной пленки прв исходит интенсивный массообмен между жидкой и паровой (газовой) фазами. На выходе из контактных элементов 3 жидкость транспортируетс  по внутренней поверхности цилиндрических трубок 4, попадан в сепадационньзе устройства 5.

Жидкость, движуща с  по наружной йоверхности переливных патрубков 7, попада  на винтовые лопасти шнеков 13, под действием центробежных сил отбрасываетс  на внутреннюю поверхность сепарационных устройств 5. Жидкость из сепарацион- ных устройств 5 посредством отверстий б дл  вьгаода жидкости сливаетс  с тарелки 2.

Предложенна  конструкци  массообме ного аппарата имеет следующие преимущества по сравнению с известными.

Увеличение поверхности контакта фаз вследствие создани  жидкостной пленки не только на внутренней поверхности цилиндрических трубок, но и на наружной поверхности переливньк патрубков позвол ет увеличить КПД аппарата, улучшить качество получаемого продукта и снизить I отходы ценных продукто:В в обрабатываемом сьфье.

Увеличение пропускной способности аппарата по жидкости позвсмюет увеличить количество получаемого продукта. Увеличение работоспособности аппарата за счет создашш гидравлического затвора позвол ет с высокой степенью надежности использовать предлагаемый аппарат в производстве, уменьшить количество обслуживающих рабочих.

Claims (3)

1.Массооб)енный аппарат, состо$шшй из Kqpnyca, снабженного контактными элементами, выполненными в виде цилинфических трубок, имеющих сепарационны устройства и переливные патрубки с завихрител ми потока, установленные нижней частью в цилиндрические стаканы и расположенные на рассто нии от них, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  поверхности контакта фаз, пропускной способности по жидкой феизе, улучшени  работоспособности аппарата , завихрители потока закреплены на наружной поверхности цилиндрических стаканов, их лопасти выполнены полыми и соединены с полост ми цилиндрических стаканов.

2.Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что каждый переливной патрубок в вахней части снабжен щне- . ком.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Киселев. Ректификаци  в химичес-г кой промыщпенности. Л., 1973, с. 45.

2.Авторское свидетельство СССР . № 1821О8, кл. В DID З/ЗО, 1966.

3.Авторсйое свидетельство СССР № 56О625 к . В 01 PI3/26, 1976.,