Аппарат для тепло-массообмена Советский патент 1983 года по МПК B01D53/18 B01D47/10 

03

с

1. АППАРАТ ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА, включающий корпус с патрубками ввоаа и вывода фаз, вертикапьчую трубу Вентури, циклон и брызгоу повитель с фильтрующими ступенями, отличаю 1 Ха- Щй к-Й;-; щийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и снижения потерь аэродинамического напора.газа, вертикапьная труба Вентури установлена коаксиально внутри ксфпуса и сна&кена в нижней части редтоэно установленными горизонгаяьными трубами Вентури, диффузоры которых соединены с циклоном и фильтрующими ступенями брыагоуловителя. 2. Аппарат по п. 1, о т li и ч а ю- Щ и и с я тем, что оптимальный угол .раскрытия а1ф{1узора радиальных труб Вентури равен 6-8 .

о

со

4J

;о

Изобретение относится к аппаратам цпя осуществпения процессов теппомассообмена, в частности, для погпснцения газообразных соединений абсорбирующей жидкостью. К последним относятся, например, абсорбция серного ангидрида и впат на газовоздушной смеси серной кислотой, поглощение Ьодь из разбавленной серной кислоты осушенными или, нагретыми газами.

Известен «ппарат для тепломассообмена, вкточакший корпус с патрубками для ввода и вывода фаз, вертикальную трубу Вентури, циклон и брыэгоу ловитель с фильтрующими ступенями Tl 3 .

Основным недостатком данного аппарата является существенное отклонение основных геометрических параметров горизонтальной трубы Вентури (угла раскрытия диффузора, степени расширения, длины диффузора) от их оптимавъной величины, обусловленное принятыми конструктивными решениями аппарата в цепом, что ведет к значительному росту аэродинамического сопротивления этого узла аппарата.

Наряду с этим другим недостатком данного аппарата, ведущим в конечном i итоге к рх)сту аэродинамического сопротивления абсорбера в целом, является принятый вариант проведения абсорбции на насадке из колец Рашига, размещенной во второй вертикальной камере, в которой газ и абсс бирукяцая жидкость движутся противотоком. Последнее обстоятельство определяет значительный брызгоунос, достигающий 250-ЗОО мг/нм даже при использовании совершенной конструкции орошающего устройства (плит с раздельным ходом газа и орошающей} жидкости).

Цель изобретения - снижение мёталпоймкости и снижения потерь аэродинамического напора газа.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для тепломассообмена, включакнцем; корпус с патрубками ввода и вывода фаз, вертикальную трубу Вентури, циклон и брызгоуловитель с фильтрующими ступенями, вертикальная труба Вентури установлена коаксиально внутри корпуса и снабжена в нижней части радиально установленными горизонтальными трубами Вентури, диффузоры которых соединены с циклоном и фильтрующими ступенями брыагоу повита пя.

Целесообразно, чтобы слтимапьный угол раскрытия диффузора радиальных труб Вентури был равен 6-8 .

На фиг. 1 дан предлагаемьтй аппарат, продольный ршрез ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2.

Аппарат представляет собой корпус 1, снабженный штуцером 2 для входа газа и боковым штуцером 3 а.пя вывода газа. В нижней части корпуса 1 имеется штуцер 4 для вывода абсорбирующей жидкоски из аппарата. Вертикальная труба Вентури 5 имеет свою систему 6 орошения, состоящую, из коллектора и форсунок. Вертикальная труба Вентури 5 в своей нижней части образует камеру 7, предназначенную для сбора орошающей жидкости, подаваемой на орошение как вертикальной трубы Вентури 5, так и горизонтальных труб Вентури 8, причем для этого первая циклонная ступень брызгоуповителя 9 в нижней части переточными каналами 1О с -камерой 7.

Горизонтальные тру.бы Вентури 8 (на фиг. 3 их четыре, но может быть и цругое количество) располагаются в корпусе 1 радйально ниже выхода газа из вертикальной трубы Вентури 5 в виде камеры

7и имеют свою систему 11 орошения. Диффузоры горизонтальных труб Вентури

8сочленяются с первой циклонной ступенью брызгоуловителя 9, причем после каждой горизонтальной трубы Вентури 8 предусматривается установка двух параллельно работающих циклонов. Над циклонами размещаются вертикально установленные свечи 12 второй фильтрующей ступени брызгоуповителя.

Аппарат работает следующим образом.

Газовоздушная смесь, содержащая компоненты, подле:жащие абсорбции, поступает через штуцер 2 в вертикальную трубу Вен тури 5, где подвергается обработке абсорбирующей жидкостью, подаваемой через систему 6 орошения . Абсорбирующая жидкость дробится потоком газа, при этом i образуется мелкодисперсная жидкая фаза, имеющая развитую поверхность контакта. Последнее существенным образом способствует увеличению скорости процессов тепломассобмена. Пройдя диффузор вертикальной трубы Вентури, газовоздушная смесь направляется в горизонтальные Трубы Венгури 8, при этом абсорбирующая жидкость осаждается и камеру 7 под действием инерционных сия. Горизонталь ные трубы Вентури 8 орошаются абсорбирующей жидкостью, поступающей через систему 11 орошения, В горизонтальных трубах Вентури идут те же физико-химическве процессы, что и в вертикальной трубе Вентури, в результате общая степень вбсорбиии значительно повышается. Выходя из {(иффузсфа кажаой горизонта- пьной трубы Вентури 8, поток газа делится на две части и поступает в первую наклонную ступень брызгоулЬвитепя 9, В циклонах происходит отделение наибопьшой части от обшего количества брызг абсорбирукицей жидкости. Поскольку Шэщеаенная абсорбирукшая жидкость стекяет вниз по стенкам циклона в виде пленки, а газ, проходя циклон, делает, несколько оборотов в том же направлении :., ся условия для проведения г с чаенГ обходимости пленочной абсорбиГ остаТочного количества непоглощенного РУемого компонента. Газо здуГя смесь очищенная от брызг фракцией более 10 мк, поступает в вертикальные свечи 12 второй фильтрующей ступени брызгоулоаитепя. Выполненные из полипропиленовыхили фторпластовых матов свечи, фильтруя 1О 79 газ, очщцают его от остаточн1Яо количества мелких фракций брызг (менее 1О мк). вторую ступень брызгоупавлпвания, газ выходит из аппарата через шту« пер 2. Предлагаемое конструктивное выполнение абсорбера позволяет понизить значение величины общих потерь на аэродинамяческое сопротивление в , а тем самым сократить падение напора raeoJ&oa- душной смеси в нем. В конечном итоге последнее ведет к существенному снижению расхода электроэнергии в установке, в которой возможно использование данного --J-- роме того, умень ает ся ме: - -- -ТХ- материалоемкость аппарат за ГГ «««« исключения несущих конструкций «- маловажными преимущестгами предлагаемого аппарата является его компактность, легкость обслуживания и проведения ремонтног-восстановительных работ. Общий годовой экономический эффект составляет- ориентировочно 25 тыс. руб. .

Фиё.З

фаг Л