Массообменное устройство Советский патент 1983 года по МПК B01D3/30 

2.Устройство поп. 1, о т л И чающееся тем, что патрубок вывода газа снабжен трубопрЬволами, охватывающими корпус, конец одного из которых соединен с газораспределительным коллектором, а конец другого установлен внутри форсунки.

3.Устройство по п. 1, о т л и- . чающееся тем, что газораспределительный коллектор выполнен

в виде полого тора.

4.Устройство по пп. 1 и 3, о тличающееся тем, что газораспределительный коллектор снабжен дополнительным патрубком вывода жидкой фазы, соеднненйнм с патрубком вывода жидкой фазы массообменного устройства.

. 5. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е .е с я тем, что вертикальный угол между осями труб газо, распределительного коллектора и кон, тактного элемента составляет не более . 90

1. МАССООИ1ЕННОЕ УСТРОЙСТ:ВО Преимущественно для нейтралиэа |Ции фосфорной кислоты, включаюо|ее .корпус с расположенным в нем контактным элементом в виде пакета труб/ форсунку, патрубки ввода и вывода фаз, о т л и ч а ю щ ё е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства и степени ис.пользования газовой фазы за счет улучшения дробления жидкой фазы, оно снабжено установленным коаксиально патрубку ввода газа газораспределительным коллектором с трубами, которые соединены по касательной с внешними трубами контактного элемента. т 4: СО сл

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для проведения массообменных процессов в системе газ :(пар/- жидкость, процессов нейтрализации, аммонизации и других в производстве удобрений (например, аммофоса, диаммофоса, амселитры, нитрофосфатов.).

Известно массообменное устрой стбо, включающее корпус, контактный элемент в виде пакета труб, расположенных вплотную друг к другу,, входного и выходного патрубков,, форсунки Cl.

Известно массообменное .устройство, состоящее из корпуса,контактного элемента в виде пакета спиралеобразных труб, расположенных вплот ную друг к другу входного и выходного патрубков форсунки 2,

Недостатками известного устройства являются низкие производительность и степень использования газовой фазы/ обусловленнЕле малой эффек Фйвностыо массопередачи, неудовлетворительной сепарацией фаз после их взаимодействия и .значительным количеством проскоков непрореагйровавшей газовой фазы. Малая .эффективность массопередачи связана с недостаточной,степенью измельчения жидкой фазы в спиралообразных трубах контактного элемента.

Цель изобретения - повьаиёнйе прризвсяительности устройства и степени использования газовой фазы за ( улучшения дробления жидкой .фазы, , . - . . . ; „ : .,

Указанная цель достигается тем, что массообменное устройство, преимз щественйо для нейтрализации фосфорной кйслотыу включающее корпус с расположений в йем контактным элементом в виде пакета труб, форсунку, патрубки ввода и вывода фаз, снабжено установленным коаксиально патрубку ввода газа газораспределительным коллектором с трубками, которые соединены по касательной с внешними трубами контактного элемента.

Целесообразно, патрубок вывода газа снабжать трубопроводами, охватывающими, корпус, конец одного из q которых соединен с газораспределительным коллектором, а конец другого установлен внутри форсунки.

Целесообразно, газораспределительный коллектор выполнять в виде полого тора.

Целесообразно, газораспределительный коллектор снабжать дополнительным патрубком вывода жидкой фазы, соединенным с патрубком вывода жид- кой фазы массообменного устройства.

Целесообразно, чтобы вертикальный УГОЛ между осями труб газораспределиТельного коллектора и контактного .элемента составил не более 90.

Такое выполнение устройств.а обес|печивает возврат части непрореагировавшей газовой фазы из выходного пат. рубка в зоны высоких скоростей и низких Давлений, т.е. во внешни трубы 1контактного элемента ив форсунку

0за счет эжекционного эффекта в них, кроме того, в. газораспределительном коллекторе за счет уменьшения скорости газового потока происходит ; дополнительное отделение жидкой фазы.i

5 Это позволяет повысить степень использования газовой фазы, улучшить сепарацию жидкой к газовой фаз после их взаимодействия и интенсифицировать ,массообменный процесс.

0 Расположение коллектора не выше ГЕрверхности нижнего основания контакт ного э:яемента и реализации вертикального угла между осями соединенных; по,Касательной труб газораспредели- телйного коллектора и внешних труб контактного элемента не более позволяют использовать эжекционный эффект для подачи части непрореаги - ровавшей газовой фазы во внешние тр бы контактного элемента, а соединение, например, патрубка вывода идкой фазы газораспределительного кол лектора с патрубком вывода жидкой ф зы массообменного устройства органи зует отвод дополнительно отсепарированной прореагировавшей жидкой фа зы. , .Соединение по касательной труб г зораспределительного коллектора и внешних труб контактного элемента повышает степень дисперсности жидко фазы В спиралеобразных трубах за счет закручивания эжекционного газо вого потока, что интенсифицирует ма сообмен. .. Такое выполнение газораспредели - тельного коллектора и его новые свя зи с другими элементами устройства обеспечивают возврат части непрореа .гировавшей газовой фазы из выходног патрубка в зоны высоких скоростей и низких давлений,, т.е. во внешниетрубы- контактного элемента за счет зжекционного эффекта в них, кроме того, в газораспределительном коллекторе за счет уменьшения скорости газового потока происходит дополнительное отделение жидкой фазы. Это позволяет повысить степень использо вания газовой фазы, улучшить сепара цию жидкой и газовой фаз после их взаимодействия-и интенсифицировать 1масообмвнный процесс. Наличие регулирующих вентилей, встроенных в трубы, соединяющие цат рубок вывода гаэъвой фазы с контакт ным элементом и форсункой, а также газораспределительный коллектор с патрубком вывода жидкой фазы, позволяет осуществлять регулирование режимов работы устройства. На фиг. 1 изображено .массообменное устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - соединение внешней трубы- контактного элемента с трубой газораспредели- : тельного коллектора. Масоорменное устройство состоит из корпуса 1, контактного элемента 2, форсунки 3, патрубка 4 для ввода газовой фазы, патрубка 5 для вывода га з ов ой фа зы, который посредством трубопроводов б и 7, черфэ регулирующие вентили 8 соединен с форсункой 3 и газораспределитель ным коллектором 9. При этом газораспределительный коллектор 9 посред ством дополнительного патрубка 10 вывода жидкой фазы через регулирующий вентиль 11 соединен с патрубком 12 вывода жидкой фазы массообменного устройства, а также трубами 13 газораспределительного коллектора - с внешними трубами 14 контактного элемента. Устройство работает следующим образом. Газ (пар / и жидкость поступают в корпус 1 под контактный элемент 2 через патрубок 4 и форсунку 3. Раздробленная жидкость, попадая на внутреннюю поверхность труб контактного элемента 2, растекается по ней в виде пленки, которая дробится в спиралеобразных каналах газовым потоком, .поступающим из входного патрубка 4 и закрученным эжекционным газовым потоком, поступающим из газораспределительного коллектора 9 по трубам 13 во внешние трубы 14 контактного элемента 2,а затем .вновь сливается в пленку. После выхода фаз из контактного элемента 2 происходит их сепарация: жидкая фаза отводится через патрубок 12, а газовая фаза через патрубок 5.Из выходного патрубка 5 отводится часть газового потока, который -по трубам 6 и 7 через регулирующие вентили 8 поступает в зоны высоких скоростей и низких давлений, т.е. во внешние трубы 14 контактного элемента 2 и в форсунку 3 за счет эжекционного эффекта в них. При этом отводимый по трубе 7 газовый поток, имеющий в своем составе непрореагировавшую часть и неотсепарированную жидкую фазу, поступает в коллектор 9, где происходит отделение жидкой фазы и отвод ее по патрубку 10 через регулирующий вентиль 11 в патрубок 12 вывода жидкой фазы, а газоваяфаза, имеющая в своем составе непрореагировавшую часть, по трубам 13 поступает во внешние трубы 14 контактного элемента 2 для более полной степени использования газовой фазы. Использование элементов - труб, соединяющих патрубок для вывода газовой- фазы с форсункой, по типу труба в трубе и- через газораспределительный коллектор с внешними трубеи ш контактного элемента позволяет инт.енсифицировать массообменный процесс по сравнению с известным на 15-20% за счет более эффективного взаимодействия фаз, достигаемое улучшением дробления жидкой фазы во внешних спиралеобразных трубах контактного элемента подведенным к ним по касательной закручивающим эжекционным газовым потоком. При этом на 10-15% повышается степень использования газовой фазы и улучшается на 8-10% сепарация фаз после их взаимодействия. Наличие рсгулиру;сь««х вентилей, встрренных во введенные трубы, позволяет осуществлять управление.режимами работы устройства.

Экономический эффект составит 15 тыс руб. в rcw при эксплуатации

массообменного устройства для- .трализации фосфорной кислоты.