Тепломассообменный аппарат Советский патент 1983 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена и может быть применено в химической и нефтехимической промышленности, в частности для производства брома и иода нз природных рассолов методом воздушной десорбции.

Известен аппарат, содержащий корпус, по высоте которого установлены решетки с контактными элементами и нисходящим прямоточным взаимодействием фаз и перекрытые горизонтальной перегородкой, вертикальную перегородку, соединяющую две соседние решетки, а между корпусом и вертикальной перегородкой выполнен канал для прохода газа (пара), патрубки ввода и вывода фаз 1.

Недостатками аппарата являются высокое гидравлическое сопротивление из-за многократного изменения направления движения газового потока, большие габариты и сложность изготовления.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, по высоте которого размещены поддерживающие решетки с уложенными слоями насадки, .распределительная тарелка, патрубки ввода и вывода фаз. В случае подачи газа в верхнюю часть аппарата контакт фаз на насадке осуществляется в нисходящем прямотоке 2.

Недостатком таких аппаратов является ограниченность их применения в процессах, для которых движущая сила не зависит от направления движения фаз.

При подаче газа в нижнюю часть аппарата противоточно стекающей по насадке жидкости достижимо любое число единиц переноса, однако аппарат имеет сравнительно невысокую эффективность из-за невозможности интенсифицирования процесса путем увеличения скорости фаз без повышенного энергопотребления, обусловленного противоточной схемой их движения.

Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена за счет организации прямо-противоточного контакта фаз и увеличения их скорости в прямоточной ступени.

Указанная цель достигается тем, что тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, по высоте которого расположены поддерживающие решетки с уложенными слоями насадки, распределительная тарелка для жидкости, патрубки ввода и вывода фаз, снабжен дополнительной распределительной тарелкой с отверстием, расположенной между слоями насадки и разделяющей аппарат на две ступени, и переточной трубой, установленной в отверстии и соединенной с под- или наднасадочным пространством.

На фиг. 1 показан тепломассообменный аппарат для извлечения цеелевого компонента из газовой фазы (абсорбции); на фиг. 2 - то же, для извлечения целевого компонента из жидкой фазы (десорбции), продольный разрез.

Тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, по высоте которого расположены поддерживающие рещетки 2 и 3 с уложенными слоями ступеней 4 и 5, распределительную тарелку 6 дополнительную распределительную тарелку 7 с патрубками 8 и колпачками 9, переточную трубу 10 с отбойным конусом И, соединяющим поднасадочное (фиг. 1) или наднасадочное (фиг. 2) пространства ступеней, патрубок 12 ввода газа, патрубок 13 вывода газа, патрубок 14 ввода жидкости и патрубок 15 вывода жидкости.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Газ. поступает в корпус 1 аппарата через патрубок 12 и контактирует с жидкой фазой на нижней ступени 4 в прямотоке (фиг. 1) или противотоке (фиг. 2), по переточной трубе 10 поступает на верхнюю ступень 5, где контактирует с жидкой фазой в противотоке (фиг. 1) или прямотоке (фиг. 2) и выводится из аппарата через патрубок 13.

Жидкость подается в аппарат через патрубок 14, распределяется по насадке верхней ступени 5 тарелкой 6, стекает на распределительно-оросительную тарелку 7 и перераспределяется патрубками 8 с колпачками 9, образуя на них гидрозатвор, на насадку нижней ступени 4, контактирует с газом и удаляется из аппарата через патрубок 15.

Интенсификация процесса тепломассообмена осуществляется за счет прямо-противоточного контакта фаз и повышения скорости их движения в прямоточной ступени аппарата.

Проведенный расчет процесса десорбции брома из природного рассола в данном аппарате с прямо-противоточной схемой движения фаз (фиг. 2) и противоточной схемой показал, что даже при коэффициенте массопередачи прямоточной ступени, равном коэффициенту противоточной ступени, при прочих равных условиях (степени десорбции, удельном расходе воздуха, коэффициенте распределения брома) высота насадочной части в первом аппарате на.25°/о ниже.

Использование данного аппарата обеспечивает по сравнению с известным увеличение коэффициента массопередачи в прямоточной ступени в 7-8 раз, что позволяет повысить степень десорбции брома (иода) в общем на 4-5%.

Ожидаемый экономический эффект от использования данного изобретения составит 71,5 тыс. руб. в год.

фиг. 2

ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, по высоте которого располох(ены поддерживающие решетки с уложенными слоями насадки, распределительная тарелка для жидкости, патрубки ввода к вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет организации прямо-противоточного контакта фаз и увеличения их скорости в прямоточной ступени, он снабжен дополнительной распределительной тарелкой с отверстием, расположенной, между слоями насадки и разделявэщей аппарат на две ступени, и переточной трубой, установленной в отверстии и соединенной с подили наднасадочным пространством. КЛ СП 00 ел сд