Контактное устройство для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1983 года по МПК B01D3/32 

() КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к области тепломассообменных апапаратов и может быть использовано для проведения процессов абсорбции, десорбции, ректификации, пылеулавливания и т.д.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, по высоте которого установлены тарелки пленочного типа, содержащие приемный карман, переточные желоба и переливной патрубок с отбойным диском Cl3Недостатками этой конструкции пленочных тарелок являются узкий диапазон работы по газовой фазе и низкая эффективность.

Известно контактное устройство для тепломассообменных аппаратов, состоящее из расположенных одно над другим дбух оснований, каждое из которых снабжено переточными каналами для прохода газа, переливными устройствами с отбойными дисками, расположенными по высоте в шахматном порядке, вертикальными перегородками.

образующими каналы для прохода газа, и наклонными перегородками, сборнопереточными желобами 2. Установка вертикальных и наклонных перегородок позволяет разделить поступающий на тарелку газовый поток на ряд частей, каждая из которых пает в контакт с целым потоком кмдкости. Наличие переточных каналов для прохода газа позволяет знамительtoно повысить скорость газа а поперечном сечении аппарата при сравнительно малом увеличении гидравлического сопротивления. ,

15

Основным недостатком описанной конструкции является сравнительно невысокая эффективность, так как контакт между газом и жидкостью осуществляется в основном лишь по периферии кольцевой пленки жидкости в момент разрыва ее газом, при этомгГове эхность контакта и время контакта газа и жидкости малы. 31 Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет увеличения контакта фаз. Указанная цель достигается тем, что в контактном устройстве, содержащем расположенные одно над другим два основания, каждое из которых снабжено переточными каналами для прохода газа, переливными устройствами с отбойными дисками, расположен ными по высоте в шахматном порядке, вертикальными перегородками,образующими каналы для прохода газа,и наклонны ми перегородками,сборно-переточными желобами,согласно изобретению верхни кромки вертикальных перегородок снаб жены двумя горизонтальными прямоугол ными пгэстинами, площадь которых составляет 30-70 от площади канала дл прохода газа, а каждое переливное устройство снабжено дополнительным отбойным диском, расположенным над прямоугольными пластинами под сборно-переточными желобами вышележащег основания. Целесообразно, с целью улучшения гидродинамических характеристик, кр прямоугольных пластин около перелив ных устройств выполнять отогнутыми вверх. На фиг. 1-изображен общий вид контактного устройства; на фиг.2 вид сверху; на фиг.З - разрез А-А фи г,1 . Контактное устройство содержит расположенные друг над другом основания 1 и 2, каждое из которых снаб переточными каналами 3 для про хода газа, двухщелевыми переливными устройствами 4 с отбойными дисками 5, вертикальными перегородками 6, наклонными перегородками 7, сборнопереточными желобами 8 и прямоуголь ными пластинами 9, установленнь1ми в переточных каналах 3 для прохода га за. Нижняя щель двухщелевого перели ного устройства k находится под сбо но-переточными желобами 8вышележащего основания 2 над прямоугольными пластинами 9. Контактное устройство работает следующим образом. Газовый поток G, поступающий сни зу, делится на две равные части ( и С„, первая из которых вступает в контакт с жидкостью на нижележащем основании 1 устройства, а вторая часть. (3,2 поступает в переточный канал 3 для прохода газа, снабженный 34 прямоугольными пластинами 9, а затем вступает в контакт с жидкостью. В межтарельчатом пространстве части потока газа перемешиваются. Далее ход газового потока аналогичен. Поток жидкости L с вышележащего основания 1 через двухщелевое переливное устройство it с отбойными дисками 5 распределяется по поперечному сечению устройства. Причем поток жидкости L , вытекающей из верхней щели переливного устройства ,имеет форму кольцевой пленки, которая по периферии дробится газовым потоком. Эта пленка достигает вертикальных перегородок 6 и стекает по ним в сбор но-переточные желоба 8. Поток жидкости, вытекающий из нижней щели двухщелевого переливного устройства , диспергируется потоком газа на капли, которые транспортируются им в сборно-переточные желоба 8 вышележат щего основания 2, а частично сепарируются кольцевой пленкой жидкости вытекающей из верхней щели того-же переливного устройства. В сборно-переточных желобах 8 потоки жидкости. L. и Ln перемешиваются и перетекают по ним через отверстие в вертикальных перегородках 6 к переливным устройствам нижележащего основания 2. Далее ход жидкости аналогичен. Пример. Проведены ( в лабораторных условиях ) испытания контактного устройства предлагаемой конструкции размером 500x800 мм. Установлено, что при ,5 и площади прямоугольных пластин, составляющей не .менее 30% от площади переточного канала для прохода газа происходит диспергирование газом нижней пленки жидкости на капли и транспортировка их в сборно-переточные желоба вышележащего основания. При площади прямоугольных пластин, соединяющих верхние кромки переточных каналов, равной 30%,часть капель диспергированной жидкости не достигает сборно-переточных желобов и стекает по стенкам аппарата. По мере увеличения площади прямоугольных пластин от 30% до 70 происходит рост скорости газа, проходящего между этими пластинами, а вместе с тем и изменение траекторий полета капель жидкости таКИМ образом, что при площади пластин, равной 70%,практически все капли дос тигают вышележащего основания (замеры показали, что в этом случае на

стенки колонны попадает менее 51 жидкости, вытекающей через нижнюю щель). Дальнейшее увеличение площади прямоугольных пластин, перекрывающих поперечное сечение переточного канала, представляется нецелесообразным, так как ведет к значительному увеличению сухого сопротивления тарелки, не давая практически положительного эффекта.

Развитие поверхности контакта фаз за счёт диспергирования нижней пленки жидкости приводит к увеличению объемного коэффициента массопередачи, что свидетельствует о повышении эффективности тарелки.

Таким образом установка прямоугольных пластин,соединяющих верхнее кромки вертикальных перегородок, образующих переточные каналы для прохода газа, и размещение нижней щели переливного устройства ниже сборно-переточных желобов позволяет увеличить по-. верхность контакта фаз за счет диспергирования пленки жидкости, что еедет к увеличению эффективности контактного устройства. Выполнение ближ них к переливному устройству краев прямоугольных пластин отогнутыми вверх позволяет улучшить гидродинамические характеристики тарелки.

Формула изобретения

расположенные одно над другим два основания , каждое из которых снабжено переточными каналами для прохода rj3a переливными устройствами с отбойными дисками, расположенными по высоте в шахматном порядке, вертикальными перегородками, образующими каналы для прохода газа, наклонными перегородками, сборно-переточными желобами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства за счет увеличения поверхности контакта фаз, верхние кромки вертикальных перегородок снгС5жены двумя горизонтальными прямоугольными пластинами, площадь которых составляет 30-70 от площади канала для прохода газа, а каждое переливное.устройство снабжено дополнительным отбойным диском, расположенным над прямоугольными пластинами, под сборно-переточными желобами вышележащего основанияг.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 762906, кл. В 01 D 3/32, .