РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ Российский патент 1995 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к конструкциям устройств для распределения жидкости в массообменных аппаратах и может найти широкое применение в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Известны конструкции распределительных устройств [1] выполненные в виде горизонтальных плит с вваренными вертикальными патрубками, которые служат для прохода жидкости и газа (пара).

Однако такие конструкции не обеспечивают равномерного распределения жидкости по сечению колонны даже при незначительном изменении уровня их установки относительно горизонтальной плоскости.

Известно распределительное устройство [2] выполненное в виде плиты с переливными патрубками, имеющими пазы на верхних концах. На патрубках соосно установлены вставки с выступами на нижних концах, входящими в пазы с образованием щелевых отверстий для перелива жидкости. По нижней плоскости плиты установлены ребра с перемычками.

Аналогичный распределитель жидкости [3] содержит горизонтальную плиту с размещенными на ней газожидкостными патрубками, в верхних торцах которых выполнены пpорези, а на нижних установлены гибкие направляющие элементы. На внутренней поверхности каждого патрубка выполнены соединенные между собой горизонтальная и вертикальная канавки, а направляющие элементы расположены под вертикальными каналами, концы направляющих элементов выполнены отогнутыми в шахматном порядке.

Так как указанные распределители жидкости являются статическими устройствами, установленными в массообменных аппаратах, то жидкость через патрубки попадает в фиксированные точки, что затрудняет равномерность распределения жидкости по всему сечению аппарата.

Известен распределитель жидкости [4] включающий устройство для подачи жидкости на контактную поверхность, размещенное в корпусе аппарата, которое снабжено обхватывающим его кардановым подвесом, соединенным с корпусом аппарата таким образом, что центр тяжести устройства расположен ниже оси подвеса. Устройство выполнено в виде цилиндрической емкости с перфорированным днищем и укрепленными на нем капиллярными трубками для подачи жидкости, нижние концы которых имеют косые срезы.

Данная конструкция распределителя жидкости позволяет улучшить распределение жидкости в условиях качки в одном направлении, но не может охватывать все сечение аппарата.

В качестве прототипа выбрана перспективная конструкция распределительного устройства типа сегнерова колеса с радиальной регулируемой щелью и активной турбиной [5] Данная конструкция состоит из кольцевого канала для подвода жидкости к радиальным лопастям турбины, двух распределительных и двух главных каналов, направленных в противоположные стороны от оси вращения и имеющих регулируемые щелевые отверстия.

Однако эффективность работы такого устройства недостаточно высока, так как не может быть достигнута равномерность распределения жидкости по всему сечению аппарата из-за того, что жидкость истекает через щели, направленные в противоположные стороны относительно оси вращения (под углом 180^оС). Вследствие того, что радиус приложения силы в активной турбине мал, создается и малый крутящий момент. Это приводит к неравномерному распределению жидкости по всему объему аппарата.

Целью изобретения является обеспечение равномерного распределения жидкости по всему сечению аппарата.

Повышение эффективности массообмена достигается равномерным распределением взаимодействующих потоков жидкости и газа (пара) по сечению аппарата за счет закрепления по периферии распределителя, выполненного в виде диска с отверстиями, радиальных лопаток, на которые тангенциально подается поток жидкости, и за счет установки по внешнему контуру распределителя наклонных лопаток, на которые подается поток газа (пара).

Закрепление по внешнему контуру распределителя наклонных лопаток позволяет дополнительно использовать энергию потока газа (пара) для создания крутящего момента распределителя, что значительно увеличивает интенсивность разбрызгивания жидкости по сечению колонны. Это приводит к выравниванию концентраций взаимодействующих компонентов, находящихся в жидкой и газовой (паровой) фазах, по всему объему системы и обеспечивает максимальную поверхность их контакта, а эффективность массообмена находится в прямой зависимости от площади взаимодействия фаз.

Таким образом, предлагаемая конструкция распределительного устройства позволяет увеличить поверхность контакта и обеспечить равномерное контактирование фаз, что повышает эффективность массообмена.

На фиг.1 изображено распределительное устройство для массообменного аппарата; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Распределительное устройство состоит из распределителя с отверстиями 1, выполненного в виде диска 2, снабженного по периферии внутренней части лопатками 3, расположенными перпендикулярно к направлению ввода потока жидкости, а по внешнему контуру наклонными лопатками 4, на которые подается поток газа (пара). Такое расположение лопаток суммирует крутящие моменты потоков газа (пара) и жидкости и обеспечивает равномерное распределение жидкости по сечению аппарата.

Распределительное устройство работает следующим образом.

При противотоке контактирующих фаз жидкость тангенциально поступает на внутренние радиальные лопатки 3, закрепленные по периферии диска 2, создавая крутящий момент и приводя в движение диск 2, распределяясь по диску 2 истекает через отверстия 1. Поток газа (пара) попадает на наклонные лопатки 4, расположенные по внешнему контуру диска 2, создавая дополнительный крутящий момент, позволяет увеличить интенсивность разбрызгивания жидкости по сечению колонны.

Предлагаемое устройство отличается от прототипа простотой конструкции и равномерным распределением жидкости по всему сечению аппарата.

Использование: распределительное устройство для масообменных аппаратов может найти широкое применение в химической и нефтехимической промышленности. Сущность изобретения: распределительное устройство для масообменных аппаратов включает вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, выполненный в виде диска с радиальными лопатками, закрепленными по его периферии, на которые тангенциально подается поток жидкости, а по внешнему контуру диска установлены наклонные лопатки, на которые подается поток газа (пара). Изобретение обеспечивает равномерное распределение жидкости по всему сечению аппарата. 2 ил.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, включающее вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, отличающееся тем, что распределитель выполнен в виде диска с радиальными лопатками, закрепленными по его периферии, на которые тангенциально подают поток жидкости, а по внешнему контуру диска установлены наклонные лопатки, на которые подают поток газа (пара).