Аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания Советский патент 1984 года по МПК B01D47/10 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов абсорбции, охлаждению газов и очистке их от пыли методом мокрого пылеулавливания. Известен аппарат для проведения процессов тепломассообмена и мокрого пылеулавливания, включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, внутри которого установлена кольцевая труба Вейтури и распределитель жидкости 11. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания, включающий корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, внутри которого установлены кольцевая труба Вентури и распределитель жидкости 2. Недостатком известных аппаратов является увеличение нагрузки по жидкости по периметру кольцевой трубы Вентури. Уве личение нагрузки по жидкости для улучщения распределения жидкостной фазы ведет к росту гидравлического сопротивления, а в целом к повыщению энергетических затрат На проведение процесса. Кроме того, интенсивность процесса массообмена и мокрого пылеулавливания зависит от степени раздробленности жидкости, поступающей в зону контакта фаз из распределителя, а в известных аппаратах жидкость в пленке поступает в кольцевую горловину в нераздробленном состоянии. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет улучшения распределения жидкости и увеличения поверхности контакта фаз. Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания, включающем корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, внутри которого установлены кольцевая труба Вентури и распределитель жидкости, распределитель выполнен в виде трубы, снабжен диском, размещенным под выходным концом трубы, и установ.пен над трубой Вентури. Кроме того, труба выполнена с кольцевой щелью и снабжена кольцом, прикрепленным к нижней кромке щели. Целесообразно патрубок подвода газа устанавливать тангенциально и располагать в зоне между кольцом и диском. Помимо этого, аппарат снабжен тарелками, расположенными по высоте кольцевой трубы Вентури, а также коаксиально установленными трубами Вентури. На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания, продольный разрез; на фиг. 2 профиль кольцевой трубы Вентури, образованной корпусом и усеченными конусами; на фиг. 3 - аппарат с двухщелевым распределителем; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; На фиг. 5 - расположение На тарелке элемента из кольцевых труб ВеНтури, план; на фиг. 6 - аппарат с коаксиально установленными в нем кольцевыми трубами Вентури, продольный разрез. Аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания включает в себя корпус 1, внутри которого установлена кольцевая труба Вентури 2, образованная усеченными конусами 3-6, соединение которых образует кольцевую горловину 7. Усеченные конуса 3-6 прикреплены к тарелке 8, над которой установлен патрубок 9, под нижним торцом которого размещен отбойный диск 10 На некотором расстоянии с образованием кольцевой щели 11. В корпусе аппарата в верхней части установлея патрубок для ввода газа (на фиг. 1 не показан). Кольцевая труба Вентури может быть образована стенкой корпуса 1 и усеченными конусами 4 и 5 (фиг. 2). Жидкость в аппарат может поступать через патрубок 12, а газ - через тангенциально установленный патрубок 13. Распределитель жидкости выполнен в виде пленочного оросителя, состоящего из патрубка 9 и имеющего одну или две кольцевые щели 11 и 14, расположенные на некотором расстоянии. Для лучщего истечения жидкости патрубок 15 имеет кольцевую пластину 16. Усеченный конус 5 меньшим своим основанием может быть прикреплен к корпусу 1 аппарата. Аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания может быть дополнительно снабжен тарелками 17 (фиг. 6) любой конструкции, например пленочными, каскадными, провальными или провальными с подвижной Насадкой. Над тарелками 17 расположен коллектор 18 с распределительными патрубками 19, под нижними торцами которых установлены отбойные диски 20 на некотором расстоянии с образованием кольцевого зазора 21. Под нижней тарелкой 17 расположена распределительная камера 22, образованная основаниями 23 и 24, патрубками 25 и рассекателями 26. Зоны распределительной камеры 22 соединены между собой патрубками 27. Корпус 1 снабжен патрубком 28 для ввода газа в распределительную камеру 22 и патрубком 29 для отвода отработанной жидкости. В верхней части трубы Вентури 2 установлены сепараторы 30 и 31. Аппарат работает следующим образом. Газ, содержащий различные примеси. Например вредные газообразные компойейты или твердые частицы, поступает в корпус 1 и движется сверху вниз. Жидкость, поступающая в патрубок 9 распределителя, вытекает из него через кольцевую щель 11

в виде кольцевой куполообразной струи, при этом движущийся газ сверху подхватывает эту струю жидкости и поступает вместе с йей в кольцевую трубу Вентури 2. В горловине 7 трубы Вентури за счет дробления жидкости осуществляется интенсивный контакт фаз. Пройдя диффузор, образованный усеченными конусами 3 и 4, двухфазный поток разделяется. Очищенный газовый поток выводится из корпуса через патрубок (На фиг. 1 не показан).

Для улучшения очистки газа, например, от пылевых частиц (фиг. 3) целесообразно подавать газ через тангенциально расположенный патрубок 13, а жидкость - через патрубок 12 двумя кольцевыми струями, вытекающими из кольцевых щелей 11 и 14.

При движении по спирали из газового потока за счет действия центробежных сил выделяются наиболее крупные частицы, которые движутся в направлении стенки корпуса 1, омытой кольцевой струей жидкости, вытекающей из кольцевой щели 14. Твердые частицы, попадая на пленку жидкости, увлекаются ею вниз.

Газовый поток, вращающийся по спирали, опускаясь встречает На своем пути кольцевую струю жидкости, вытекающую из щели 11, контактирует с ней и в спутном потоке направляется в кольцевую трубу Вентури 2, где дальнейший процесс взаимодействия продолжается.

Прикрепление меньшего основания усеченного конуса 5 к корпусу 1 аппарата обеспечивает непосредственное поступление жидкости в кольцевую горловину 7 трубы Вентури.

Для увеличения пропускной способности по газовой фазе аппарат может быть снабжен тарелкой 8, на которой установлено несколько кольцевых труб Вентури (На фиг. 5 изображен аппарат с четырьмя трубами Вентури).

Увеличение эффективности процесса тепломассообмена и мокрого пылеулавливания осуществляется путем установки дополнительных тарелок 17, различных по конструктивному исполнению и гидравлическому сопротивлению ( фиг. 6)

Аппарат в этом варианте выполнения работает следующим образом.

Очищенный газ поступает через патрубок 28 в распределительную камеру 22-, откуда через патрубок 25 и рассекатели 26

равномерно распределяется по сечению аппарата.

В верхнюю часть корпуса 1 жидкость поступает двумя потоками: один проходит через патрубок 9, а другой - через кол5 лектор 18 и патрубки 19 в зону орошения тарелок 17, где этот поток вступает во взаимодействие с поднимающимся газом. Отработанная жидкость на тарелках 17 удаляется из корпуса 1 через патрубок 29.

10 В сепараторах 30 и 31 происходит отделение капель жидкости от газового потока, который выйдя из сепараторов, изменяет направление своего движения на 180° и поступает в кольцевую трубу Вентури 2, где контакт с жидкостью, поступающей из

15 кольцевой щели 11 в виде кольцевой куполообразной жидкостной пленки (струи), возобновляется.

Пройдя диффузор в прямоточном потоке, фазы разделяются в пространстве под основанием 24.

Для увеличения пропускной способности по газу кольцевые трубы Вентури 2 могут устанавливаться коаксиально относительно друг друга (фиг. 6).

5 Наличие распределительного устройства, имеющего одну или две кольцевые щели для истечения жидкости в виде кольцевых куполообразных пленок (струй) жидкости, обеспечивает равномерное распределение жидкости по периметру трубы Вентури, при

0 этом обеспечивается интенсивный контакт газа жидкости как в самой трубе Вентури, так и при движении жидкости в направлении конфузора трубы Вентури. Сочетание кольцевой трубы Вентури и тангенциального ввода увеличивает время взаимодей5 ствия фаз за счет создания вращательного движения газожидкостного потока.

Равномерное распределение жидкости увеличивает эффективность очистки газа, при этом Нагрузка на периметр горловины

Q трубы Вентури минимальная. Увеличение поверхности контакта фаз обеспечивается за счет предварительной раздробленности плоской струи и обновления поверхности контакта фаз.

Увеличение пропускной способности обес5 печивается путем увеличения диаметра кольцевой трубы Вентури без изменения ее ширины и уменьшения эффективности процесса тепломассообмена и мокрого пылеулавливания.

13

Фиг.г

7

3

Фиг.З

1. АППАРАТ ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА И МОКРОГО ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ, включающий корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, внутри которого установлены кольцевая труба Вентури и распределитель жидкости. отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшения распределения жидкости и увеличения поверхности контакта фаз, распределитель выполнен в виде трубы, снабжен диском, размещенным под выходным концом трубы, и установлен над трубой Вентури. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что труба выполнена с кольцевой щелью и снабжена кольцом, прикрепленным к нижней кромке щели. 3.Аппарат по п. 2, отличающийся тем, что патрубок подвода газа установлен тангенциально и расположен в зоне между кольцом и диском. 4.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен тарелками, расположенныi ми по высоте кольцевой трубы Вентури. 5.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, (Л что он снабжен коаксиально установленными трубами Вентури. С О5 4 СО СО