Массообменный аппарат Советский патент 1983 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и пищевой промыщленности и может быть использовано в процессах ректификации, абсорбции, экстракции и в реакционных процессах. Известен массобменный аппарат с многоступенчатым контактом. При этом в каждой ступени контакта осуществляется прямоток, а в целом по аппарату - противоток взаимодействующих фаз. Данный апрат включает корпус с расположенными в нем прямоточными контактными устройствами, представляющими собой наклонные плоскопараллельные пластины, снабженные на выходе отбойниками. Контактные устройства разделены наклонными перегородками 1. Известен массообменный аппарат, включающий корпус, внутри которого установлены контактные устройства, каждое из которых выполнено из установленных на расстоянии друг от друга усеченных конусов, дефлекторы, переливные устройства, патрубки ввода и вывода взаимодействующих фаз 2. Недостатками данных устройств является ограниченная эффективность массобмена взаимодействующих фаз из-за малого времени их контакта, недостаточного перемешивания фаз, а также ограниченная произ водительность аппарата (так, например. при увеличении расхода газовой или жидкой фазы увеличивается их скорость течения в контактном устройстве и, следовательно, снижается эффективность массообмена). Цель изобретения - интенсификация процесса за счет пульсационного движения фаз и их интенсивность перемешивания. Указанная цель достигается тем, что в массообменном аппарате, включающем корпус, внутри которого установлены контактные устройства, каждое из которых выполнено из установленных на расстоянии друг от друга усеченных конусов, дефлектору, переливные устройства, патрубки ввода и вывода взаимодействующих фаз, усеченные конусы расположены по обе стороны от оси аппарата, меньшие основания их установлены вертикально и направлены поочередно к стенке и оси аппарата, с образованием между боковыми стенками каналов конусов для прохода фаз. Аппарат снабжен кольцевыми зубчатыми перегородками, установленными в каналах. Боковые стенки конусов выполнены гофрированными, при этом высота гофр изменяется по направлению движения взаимодействующих фаз. Аппарат снабжен диспергаторами, выполненными в виде сетчатых кольцевых перегородок и установленными на выходе из минимальных сечений каналов. На фиг. 1 показан массообменный аппарат, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на ф|иг. 3 массообменный аппарат, разрез, боковые стенки конусов которого выполнены гофрированными. Массообменный аппарат включает корпус 1 с расположенными в нем прямоточными контактными устройствами 2, выполненными из двух усеченных конусов 3 и 4. Контактные устройства 2 снабжены центральными и периферийными дефлекторами 5 и 6. Соответственно сливные устройства 7 и 8 установлены на периферии и в центре. Нижнее сливное устройство 9 снабжено гидрозатвором 10. В каналах установлены кольцевые зубчатые перегородки 11 или в случае гофрированных боковых стенок конусов - диспергаторь 12, выполненные в виде сетчатых кольцевых перегородок. Массообменный аппарат работает следующим образом. Легкая фаза через дефлектор 6 поступает в прямоточное контактное устройство 2, где смешивается с тяжелой фазой, поступающей из сливного устройства 7. Смесь взаимодействующих фаз совместно транспортируется по прямоточно-контактному каналу устройства 2 в сепарационную зону 13. В сепарационной зоне 13 легкая фаза отделяется от тяжелой фазы и через дефлектор 5 поступает на вышерасположенную прямоточную ступень контакта. Тяжелая фаза через центральное устройство 8 поступает на нижерасположенную прямоточную ступень контакта. Предлагаемый массообменный аппарат является более эффективным. Взаимодействующие фазы в прямоточно-контактных каналах масообменного аппарата движутся в пульсационном режиме (ускоряясь в малом сечении и перемещиваясь в большем сечении прямоточно-контактного канала). Такой режим движения взаимодействующих фаз в каналах переменного сечения позволяет за тот же период времени прохождения фаз в каналах (по сравнению с прототипом) провести тепломассообмен с большей эффективностью, за счет интенсивного перемешивания фаз в каналах переменного сечения. Выходы из зазоров в каналах переменного сечения с целью равномерного дробления фаз (увеличения поверхности контакта) целесообразно перекрывать кольцевыми сетчатыми перегор9дками (элементами). Высоту зазора в каналах переменного сечения необходимо выдерживать такой, чтобы по мере прохождения фаз в каналах переменного сечения сохранялось постоянство фронтальной поверхности (сохранение .постоянства скорости движения фаз). Массообменный аппарат обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом: достигнута высокая эффективность массобмена взаимодействующих фаз за счет возрастания времени их контакта; увеличена производительность аппарата за счет увеличения пропускной способности прямоточных контактных устройств; более рационально использован рабочий объем аппарата; снижены энергозатраты на процесс массообмена за счет более рационального использования объема; увеличен диапазон устойчивой работы аппарата (при колебаниях расхода легкой и тяжелой фаз эффективность массообмена практически не изменяется).

1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус, внутри которого установлены контактные устройства, каждое из которых выполнено из установленных на расстоянии друг от друга усеченных конусов, дефлекторы, переливные устройства, патрубки ввода и вывода взэимодействующих фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет пульсационного движения фаз. и их интенсивного перемешивания, усеченные конусы расположены по обе стороны от оси аппарата, меньшие основания их установлены вертикально и направлены поочередно .к стенке и оси аппарата, с образованием между боковыми стенками конусов каналов для прохода фаз. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен кольцевыми зубчатыми перегородками, установленными в каналах. 3.Аппарат по п. I, отличающийся тем, что боковые стенки конусов выполнены гофрированными, при этом высота гофр изменяется по направлению движения взаимодействующих фаз. 4. Аппарат по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен диспергаторами, выi полненными в виде сетчатых кольцевых перегородок и установленными нд выходе из (Л минимальных сечений каналов. О1 00 00 ел