Контактное устройство для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1983 года по МПК B01D3/26 

Изобретение предназначено для тепломассообменных аппаратов, используемых преимущественно в химической промышленности для контактирования загрязненной и склонной к полимеризации жидкости и газа.

Известно контактное устройство для тепломассообменных аппаратов, включающее установленный на 1арелке цилиндрический патрубок с узлом подвода жидкости в зону контакта, завихрителем в нижней части и сепарационным устройством в верхней части 1.

Основным недостатком известного контактного устройства является незффективная работа его на загрязненных и склонных к полимеризации средах, так как U-образные трубки узла подвода жидкости, а также щели и отверстия сепарационных устройств могут забиваться. Кроме того, жесткое соединение основных злементов затрудняет их ремонт и чистку.

Цель изобретения - повысить зффективность массообмена на загрязненных и склонных к полимеризации средах.

Поставленная цель достигается тем, что в контактном устройстве для тепломассообменных аппаратов, включающем установленный на тарелке цилиндрический патрубок с узлом подвода жидкости в зону контакта, завихрителем в нижней части и сепарационным устройством в верхней части, сепарационное устройство вьшолнено в виде цилиндрического насадка с отогнутыми в наружную сторону лепестками, узел подвода жидкости выполнен

10 в виде трубки с радиальным отростком, установлеьшым в патрубке коаксиально ему, при зтом тарелка выполнена с отогнутыми кромками и снабжена съемным соединением, установленным между отогнутыми кромками .релки и патрубком.

Целесообразно, чтобы сьемное соединение было выполнено из закрепленного на основании тарелки пружинного пластинчатого фик20сатора, кольца, расположенного ниже узла подвода жидкостной уплотнителя.

При зтом боковые грани лепестков выполняют с отбортовкой криволинейной формы.

На фиг. 1 изображено контактное устройство для тепломассробменных аппаратов, вертйкальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - развертка цилиндрического Патрубка, совмещенного с сепарационным устройством и завихрнтедем; на фиг. 4 резьбовое соединение контактного патрубка с основанием тарелки, вертикальный разрез.

Контактное устройство Для теппомассооб менных аппаратов состоит из основания тарелки 1, контактного патрубка 2 с завихрителем 3 в нижней частя и сепарациогшым устройством 4 в верхней части, узла подвода жидкости, вьшолненНого из соосной трубки 5 с радиальными отростками 6, периферийные конць которых закреплены в отверстиях контактного патрубка 2.

Сепарационное устройство 4 выполнено в виде цил1шдрического насадка с отогнутыми в наружнзто сторону лепестками 7. Завихритель 3 представляет собой цилиндрический насадок с лепестками 8, отогнутыми во внутреннюю сторону по лннии сгиба, направленными к горизонтальной плоскости под углом 15-50°.

Контактный патрубок 2 установлен на основании тарелки I съемным соединением, состоящим из закрепленного на основании тарелки 1 прумс(шного пластинчатого фиксатора 9, кольца 10, расположенного ниже боковых отростков 6, и уплотнителя 11.

Возможна также установка контактного патрубка 2 на основании тарелки 1 резьбовым соединением 12.

Устройство работает следующим образом.

Газ пост)ттает в контактный патрубок 2 снизу, проходит через завихритель 3 и, совершая вращательно поступательное движение, выходит сверху.

Жидкость с основания тарелки 1 по радиальному отростку 6 к соосной трубке 5 поступает в центральную часть конта-тного патрЗбка над завихрителем 3 и диспергируется закруженным потоком газа. Под действием центробежных сил диспергируемая жидкость д: зижется к внутренней поверхности контактного патрубка 2 и образует на ней первичную пленку, которая перемещается вверх. В сепарационном устройстве 4 жидкость, движущаяся в виде пленки, затекает на лепестки 7, откуда часть ее, огибая боковые гранл лепестков 7, стекает на основание тарелки 1 по наружной поверхности контактного патрубка 2, а оставщаяся часть жидкости достигает острых концов лепестков 7 н в виде струек также поступает на основание тарелки 1.

При повышении расхода газа разряжение в центральной части контактного патрубка 2 увелшшвается и жидкость начинает поступать

на контактирование также н из верхнего открытого конца соосной трубки 5. Эта жидкость также диспергируется, движется к внутренней поверхности контактного патрубка 2 и соударяется с первичной пленкой, вызывая дополнительную турбулнзацию и повьпиенйе зффективности массообмена. Отсутствие в узле подвода жидкости застойных зон уменьшает возможность ее .забивки при работе на загрязненных и склонных к полимеризации средах, а прямолинейность каналов для нрохода жидкости облегчает их чистку и ремонт.

Сепарационное устройство 4, выполненное в виде цилиндрического насадка с отогнутыми в наружную сторону лепестками 7, внешние концы которых смещены но окружности по направлению вихревого потока, обеспечивает зффективную .сепарацию загрязненной и склонной к полимеризации жидкости.

Сепаратор может быть снабжен прямоугольными лепестками, шириной 0,1-0,3 d, длиной 0,5-1,0 d, которые отогнуты в наружязто сторону по радиусу 0,2-0,5 d, а внешние концы смещень, по окружности на 0,1-0,3 d по направлению вихревого потока.

Сепаратор может быть снабжен косыми лепестками, шириной 0,1-0,3 d, длиной 0,51,0 d в форме параллелограммов, наибольшая сторона которых совпадает с направлешем движения жидкости и .отогнутых вдоль своих осевых линий в наружную сторону по радиусу 0,3-0,5 d.

Использование завихрителя 3 в виде съемной цилиндрической насадки с отогнутыми лепестками 8 облегчает его изготовление и монтаж, а относительная подвижность лепестков 8 из-за отсутствия жестких соединений позволяет удалять с их поверхности загрязнения при ремонте.

Завихритель может быть выполнен в виде съемной цилищ.рической насадки с трапелцеидальными лепестками, шириной 0,1-0,3 d, длиной 0,5-0,8 d, отогнутыми во внутреннюю сторону по линии сгиба, направленной к горизонтальной плоскости под углом 15-45°.

Кроме того, контактный патрубок, сепаратор и завихритель можно выполнить в виде свернутого в цилиндр листового материала с отверстиями для боковых отростков и косыми длинными лепестками.

Предлагаемое прямоточно-вихревое контактное устройство, диаметром 30 мм и 70 мм испытано на системах воздух-вода, воздухводная суспензия взвешенного дисперсного материала, воздух-водные растворы глицерина.

Выявлено, что узел подвода жидкости и Сепарационное устройство не забиваются даже при частых остановках. Эксперименты по увлажнению воздуха водой показали, что наличие соосной трубки с открытым, концом обе печивает стабильную эффективность массопереноса во всем рабочем диапазоне, которая на 15-20% превышает эффективность массообмена коитактногр устройства с закрытым верхним концом соосной трубки. Формула изобретения 1. Контактное устройство для тепломассообменных аппаратов, включающее установленный на 1сарелке цилиндрический патрубок с узлом подвода жидкости в зону контакта, завихрителем в нижней части и сепарационным устройством в верхней части, отли чающееся тем, что, с целью повыше ния эффективности массообмена на загрязнен ных и склонных к полимеризации средах, сепарашонное устройство выполнено в виде цилиндрического насадка с отогнутыми в наружную сторону лепестками, узел подвода

жидкости вьшолнен в виде трубки с радиальным отростком, установленной в патрубке . коаксиально ему, при зтом тарелка выполнена с отогнутыми кромками и .снабжена съемным соединением, установленным между отогнутыми кромками тарелки и патрубком. 2.Устройство по п. 1,. о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью облегчения монтажа и ремонта, съемное соединение выполнено из закрепленного на основании тарелки пружинного пластинчатого фиксатора, колъца, расположенного ниже узла подвода жидкости, и уплотнителя. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью улучшения условий сепарации жидкости, боковые грани лепестков выполнены с отбортовкой криволинейной формы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 676295, кл. В 01 D 3/30, 1975.