Устройство для образования пространственной системы веерных струй Советский патент 1983 года по МПК B05B1/04 B01D53/18 

6 9 J 8

сл |

ю ю

Изобретение относится к устройствам для образования жидкостных пленочных струй и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности, где требуется получение свободных жидкостных пленок, например, в аппаратах для обработки газов (абсорберы, ректификаторы, сепараторы, установки для очистки промышленных газов и т.п.).

Известен аппарат для проведения массообменных процессов в системе газ-жидкость, в котором установлены ш,елевые сопла, позволяюш,ие получить веерные пленки. Сопла устанавливают на обшей камере, помешенной в центре аппарата, и они повернуты под углом к оси аппарата. При этом сечение полностью перекрыто веерными пленками, однако между ними образованы шелевые Наклонные каналы для прохода газа, что способствует Некоторой интенсификации процесса 1.

Однако такое решение приемлемо только для аппаратов больших диаметров, так как расположенные в центре аппарата камера и корпуса шелевых сопел перекрывают достаточно большую часть сечения аппарата, которая практически является мертвой зоной, в которой не происходит контакта газа с жидкостью.

Известно также устройство для образования, кольцевых веерных струй жидкости, включаюшее вкладыш, установленный между корпусом и днишем и выполненный в виде двустороннего конуса с центральным отверстием и равномерно расположенными по окружности вкладыша радиальными вырезами и радиальными каналами, соединенными с центральным отверстием. Щель истечения жидкости образована корпусом и днишем, а перемычки между вырезами вкладыша разделяют образуюшуюся кольцевую струю жидкости на отдельные веерные струи.

Такое устройство компактно и позволяет получить систему веерных струй, не образуюших при обработке газа застойных зон и предотвраш,ающих при расположении устройств в несколько ярусов проскок газа без контакта с жидкостью 2.

В случае необходимости глубокой очистки газа или массообмена при низкой концентрации в газовой среде реагирующего компонента необходимо иметь весьма развитую поверхность контакта газа с жидкостью при сохранении низкого сопротивления прохождению газа. Однако поверхность жидкостных струй, образуемых одноярусным устройством ограничена площадью поперечного сечения аппарата. Вследствие расположения плоскостей струй перпендикулярно потоку газа сопротивление его прохождению при количестве ярусов более 5- 10 может возрасти до величины, нежелательной при низконапорном движении газа. Кроме того, это ведет к увеличению металлоемкости устройства.

Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена при низких напорах газа путем увеличения поверхности контакта газа и жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для образования пространственной системы веерных струй жидкости преимущественно в массообменных аппаратах, включающем корпус, днище и установленный между ними вкладыш в виде диска 0 с центральным отверстием и сообшающимися с отверстием радиальными прорезями, вкладыщ выполнен с кольцевой проточкой, а радиальные прорези выполнены под углом к плоскости вкладыша и соединены с центральным отверстием с помощью кольцевой проточки.

Кроме того, диск выполнен с толщиной на периферии больщей, чем в центре.

Такое выполнение устройства позволяет получить в 2-5 раз большую поверхность контакта жидкости и газа при тех же размерах корпуса устройства и сечения аппарата.

Кроме того, расположение . плоскостей пленок вдоль оси аппарата или слегка наклонно снижает сопротивление прохождению газа, что позволяет устанавливать в аппарате устройства с большим количеством яру. сов. Все это способствует значительной интенсификации процесса массообмена при

д Низких напорах газа благодаря увеличению суммарной контактной поверхности.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вкладыш которого выполнен с одной конической вогнутой поверхностью и кольцевой проточкой, выполненной на краю

центрального отверстия, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения вкладыша двояковогнутым коническим, с проточкой в середине центрального отверстия; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; - на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3 при располо0 жении щелей истечения параллельно оси устройства; на фиг. 5 - то же, при расположении щелей истечения под углом к оси устройства.

Устройство включает корпус 1, имеющий штуцер 2 для присоединения к системе подачи жидкости, и днище 3, прикрепляемое к корпусу с помощью шпильки 4 и гайки 5. Между корпусом 1 и днищем 3 помещен вкладыш 6.

Одна или обе стороны вкладыща 6 выполнены вогнутыми коническими. В теле вкладыша предусмотрены радиальные прорези 7, плоскости которых ориентированы вдоль оси вкладыша. Полости прорезей (вырезов) 7 сообщаются с центральным отверстием 8 вкладыша 6 с помощью коль5 цевой проточки 9. Щели 10 истечения могут быть расположены как параллельно оси устройства (фиг. 4), так и составлять с нею угол о (фиг. 5).

Устройство работает следующим образом.

Обращающая жидкость через штуцер 2 подается в полость устройства, откуда она через проточку 9 и прорези 7 поступает к щелям 10 истечения, выходя из которых образует прострайственную систему веерных струй. Обрабатываемый газ проходит между отдельными струями, и на поверхности струй происходит массообмен.

Оптимальными являются размеры угла в пределах 20-45°, так как образующиеся пленки жидкости при этих значениях не оказывают существенного сопротивления

восходящему потоку газа, имеющему низкий напор, и способствуют некоторому отклонению направления движения газа, его закручиванию и завихрению, что обеспечивает дополнительную интенсификацию процесса массообмена.

Устройство может быть выполнено многоярусным.

В .этом случае в соседних ярусах щели истечения должны быть наклонены к оси аппарата в разные стороны. В результате газ движется зигзагообразно, что обеспечивает более полный контакт его с жидкостью.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ВЕЕРНЫХ СТРУЙ жидкости преимущественно в массообменных аппаратах, включающее корпус, днище и установленный между ними вкладыш в виде диска с .центральным отверстием и сообщающимися с отверстием радиальными прорезями, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена при низких напорах газа путем увеличенля поверхности контакта газа и жидкости, вкладыш выполнен с кольцевой проточкой, а радиальные прорези выполнены под углом к плоскости вкладыща и соединены с центральным отверстием с помощью кольцевой проточки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диск выполнен с толщиной на периферии больщей, чем в центре.

10

Фиг.З

Вид Б