Прямоточное контактное устройство Советский патент 1983 года по МПК B01D3/26 

2, Контактное устройство по п. 1, отличающееся тем, что центральное отверстие колпачка выполнено с отбортовкой.

. 3. Контактное устройство по п. 1, отличающееся тем, что контактный патрубок установлен в основании с радиальным зазором.

1. ПРЯМОТОЧНОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее основание, над которым pasMemeHia горизонтальная перегородка, через которую прюходит контактный патрубок, и переливные устройства, о тл Ича юще ее я тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена и снижения . гидравлического сопротивления за счет увеличения поверхности контакта фаз и их турбулизации, нижний торец контактного патрубка расположен под основанием и снабжен распределительньам колпачком с центральным отверстием, а боковая поверхность патрубка выполнена перфорированной.. W СП 00 ел 05 СП

1 Изобретение относится к конструк циям контактных устройств для проведения массообменных процессов в системе газ-пар (жидкость) . Известен контактный элемент, вкл чающий патрубок с окнами для вывода жидкости, внутри которого установлен входной патрубок с тангенциальными щелями и в верхней части контактного элемента, расположен кольцевой отделитель жидкой фазы fl Указанный контактный элемент обладает небольшой поверхностью контакта между газом (паром) и жидкост ной пленкой, так как жидкостная пленка образуется только на внутрен ней поверхности контактного элемента, и высоким гидравлическим сопротивлением. Известно прямоточное контактное устройство, выполненное в виде цилиндрическохо патрубка, установленное на тарелке, снабженное отбойником и горизонтально установленной перегородкой образующей камеру для жидкости совместно с плоскостью тарелки и переливным порогом вышележащей тарелки 2 . . Однако и это контактное устройство обладает невысокой поверхность контакта между жидкостной пленкой и газом (паром), так как жидкостная пленка образуется только на внутренней поверхности контактного патрубка и высоким гидравлическим сопротивлением из-за наличия закреп ленного в верхней части контактного устройства отбойника. Целью изобретения является интен сификация процесса тепломассообмена и снижения гидравлического сопротив ления за счет увеличения поверхности контакта фаз и их турбулизации. Цель достигается тем, что в прямоточном контактном устройстве, включающем основание, над которым размещена горизонтальная перегородка, через которую проходит контактный патрубок,и переливные.устройств нижний торец контактного патрубка , расположен под основанием и снабжен распределительным колпачком с- центральным отверстием, а боковая повер ность патрубка выполнена перфорированной. Центральное отверстие колпачка выполнено с отбортовкой. Контактный патрубок установлен в основании с радиальным зазором. Наличие цилиндрического патрубка выдвинутого за поверхность тарелки, имеющего на нижнем конце распределительный к олпачок, а также наличие отверстий для вывода жидкости между полотном тарелки и цилиндрическим Патрубком, позволяет образовывать жидкостнук пленку не только на внутренней поверхности цилиндрического патрубка, но и на наружной поверхности цилиндрического патрубка, что увеличивает поверхность контакта фаз между жидкостной пленкой и па- i ром (газом). Наличие отбортовки в верхней час-, ти цилиндрического патрубка, выполненной в форме конуса расширяющегося кверху, позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление контактного устройства, так как в этом случае нет необходимости на верхнем торце цилиндрического патрубка устанавливать отбойник, который создает гидравлическое сопротивление контактного устройства, примерно 30-40%. Отделение жидкостной плен- . ки от газа (пара) в предлагаемом контактном устройстве происходит в конически расширяющейся отбортов-, ке. Наличие плавно расширяющих сто- , рои, отбортовки позволяет жидкостной. пленке без срыва транспортироваться по ее внутренней поверхности. Расширение сторон отбортовки позволяет снизить скорость газа (пара) по сечению контактного устройства в месте отделения жидкости от газа (пара) на верхнем торце отбортовки, что дает возможность жидкости стекать на тарелку под собственным весом, без захвата ее воздухом. Указанный диапазон угла наклона образующей отбортовки 1-20° с вертикалью препятствует отрыву жидкостной пленки с поверхности отбортовки и не позволяет жидкости уноситься газовым (паровым) потоком. Дальнейшее увеличение угла наклона образующей отбортовки с вертикалью более чем на 20 приводит к срыву жидкостной пленки, с ее поверхности, -что вызывает резкий унос

жидкости на вышележащие тарелки и их неработоспособность.

На чертеже изображена контактная ступень аппарата с предложенным контактным устройством.

Контактная ступень состоит из корпуса 1, внутри которой по ее сечению закреплена тарелка 2. в тарелке 2 прикреплен вертикально контактный патрубок 3, к которому крепится перегородка 4. Между наружной поверхностью контактного патрубка ; 3 и тарелки 2 выполнены,отверстия для ввода жидкости 5, На нижнем торце контактного патрубка, соосно с ним установлен распределительный колпачок 6, а верхний конец цилиндрического патрубка отбортован на плавно расширяющийся к верху конус Для перетекания жидкости с тарелки на тарелку в перегородке 4 установлено переливное устройство 8. На цилиндрическом, патрубке 3 ниже тарелки 2 выполнены отверстия для ввода газа 9.

Наличие отверстий на цилиндрическом патрубкениже тарелки позволяет увеличить приток газа (пара) и жидкостной пленки, стекающей по наружной поверхности цилиндрическог патрубка, так как пар (газ) в этом случае проходит в цилиндрические патрубки не только через распределительные колпачки, но и через отверстия для ввода газа. Увеличение притока пара (газа) к стекающей жидкостной пленке увеличивает поверхность контакта между ними.

Прямоточное контактное устройство работает следующим образом.

Газ (пар) поступает в нижнюю часть цилиндрического патрубка в распределительный колпачок 6 и, проходя его, увлекает за собой жидкость, находящуюся в колпачке, а затем в виде тонкой жидкостной пленки транспортирует ее по внутренней поверхности цилиндрического патрубка 3 вверх. Жидкостная фаза под действием столба жидкости в устройстве 8 поступает через отверстие для ввода жидкости 5 на наружную поверхность цилиндрического патрубка 3 и в виде жидкостной пленки стекает по ней в колпачок б. При этом происходит интенсивный массообмен как внутри контактного патрубка между транспортирующей вверх жид0костной пленкой и поднимающимся паром (газом), так и между жидкостной пленкой, стекающей по наружной поверхности патрубка с паром (газом) , находящимся в межступенчатом пространстве. Отделение жидкостной

5 пленки от пара (газа) происходит на верхнем конце цилиндрического патрубка в отбортовке, где жидкость плавно движется по отбортовке, уменьшает свою скорость и стекает на по0лотно тарелки 2, а пар (газ), снизив свою скорость выходитИЗ контактного устройства и поступает на вышележащие тарелки.

Наличие цилиндрического патрубка

5 выдвинутого за поверхность тарелки, имеющей на нижнем конце колпачок, а также выполнение отверстий для вывода йсидкости между наружной поверхностью цилиндрического патрубка и

0 полотном тарелки позволяет увеличить поверхность контакта пара (газа) с жидкостью в 1,5-2 раза, что приводит к увеличению эффективности аппарата (его КПД/.

5

Увеличение эффективности контактного устройства уменьшает число тарелок в аппарате, снижает его металлоемкость, уменьшает высоту аппарата и его габариты.

0

Наличие отбортовки в верхней части контактного устройства позволяет снизить гидравлическое сопротивление, уменьшить энергозатраты, следова- тельно, снизить себестоимость выпус5каемого продукта.