Абсорбер Советский патент 1984 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к химической технике, в частности к аппаратам, предназначенным для проведения процесса абсорбции, работающим по принципу взаимодействия фаз в нисходящем прямотоке. Известны массообменные аппараты, содержащие цилиндр с вводом газа и жидкости в верхней части и сепарационного объема на выходе из цилиндра, у которых контакт фаз происходит в нисходящем прямотоке при диспергировании газом жидкости и с последующей их сепарацией 1. Недостатком известных аппаратов является Низкая эффективность процесса абсорбции из-за недостаточно высокоразвитой поверхности взаимодействия фаз и неполного использования абсорбционного объНаиболее близким к изобретению является абсорбер распыливающего типа, состоящий из вертикального цилиндра, нижняя часть которого снабжена резервуарами для разделения фаз под действием гравитационных сил, а верхняя - вводом газа и жидкости и распыливающим устройством, выполненным в виде усеченных конусов, жестко вмонтированных в плите 2. Данная конструкция характеризуется недостаточной эффективностью процесса массообмена (массопередачи) и малым временем пребывания газожидкостной смеси в цилиндрическом корпусе (реакционной зоне), так как факел распыла жидкости газом после усеченного конуса является полым внутри, т. е. не используется определенный объем цилиндрического корпуса, и движение газожидкостной смеси в цилиндрическом корпусе является прямолинейным вдоль оси последнего. Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена и увеличение времени контакта газожидкостного потока. Указанная цель достигается тем, что в абсорбере, содержащем вертикальный цикамеру, линдрическии корпус, приемную распределитель жидкости, выполненный в виде суживающихся книзу усеченных конусов, жестко вмонтированных в плите, щтуцера ввода и вывода жидкости и газа, каждый усеченный конус в нижней части снабжен коаксиально установленным внутри него цилиндрическим патрубком с осевым лопастным завихрителем, а в верхней части - жидкостным коллектором с центральной трубой, установленной над завихрителем. Целесообразно каждый усеченный конус в своей верхней части снабжать цилиндрической обечайкой, установленной коаксиально и с зазором по отнощению к внутренней поверхности его, причем основаНие цилиндрической обечайки расположено ниже верхнего среза усеченного конуса. На фиг. 1 изображен абсорбер, общий вид; на фиг. 2 - распылительный элемент абсорбера. Абсорбер состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, в нижней части которого находится резервуар 2 для разделения фаз и сбора отсепарированной жидкости. Цилиндр и резервуар снабжены соответственно щтуцерами 3-6 подвода и отвода газа и жидкости. Вверху цилиндрического корпуса 1 установлено распределительное устройство, выполненное в виде суживающихся книзу усеченных конусов 7, жестко вмонтированных в плиту 8. В нижней части каждого усеченного конуса 7 коаксиально и с зазором по отнощению к внутренней поверхности последнего установлен цилиндрический патрубок 9, внутри которого находится осевой лопастной завихритель (многолопастная рещетка) 10. В своей верхней части усеченный конус 7 содержит жидкостной коллектор 11 с центральной трубой 12 и цилиндрическую обечайку 13, установленную с зазором по отнощению к внутренней поверхности усеченного конуса 7 таким образом, что основание цилиндрической обечайки 13 расположено ниже верхнего среза усеченного конуса 7. Аппарат работает следующим образом. Абсорбирующая жидкость через щтуцер 3 подается в распылительное устройство. Часть жидкости попадает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью усеченного конуса 7 и цилиндрической обечайкой 13 и в виде пленки стекает по внутренней поверхности усеченных конусов 7. Другая часть жидкости поступает по коллектору 11 в центральную трубу 12 и орошает лопастной завихритель 10. Газ подается в распределительное устройство сверху через щтуцер 4. Стекающая по внутренней поверхности усеченного конуса 7 жид о ть захватывается и распыливается газовым потоком, поступающим в кольцевое пространство между наружной поверхностью цилиндрического патрубка 9 и внутренней поверхностью усеченного конуса 7. Образующийся газожидкостной поток выбрасывается из усеченного конуса 7 в цилиндрический корпус 1 (абсорбционный объем) в виде полого расщиряющегося факела. Вторая часть газового потока поступает в цилиндрический патрубок 9 и, проходя через лопастной завихритель 10, орощаемый жидкостью из центральной трубы 12, приобретает вращательное движение и образует дополнительный (внутренний) газожидкостной факел распыла на выходе из цилиндрического патрубка 9. Причем газожидкостной поток во внутреннем факеле распыла, кроме осевого, имеет вращательное движение. Таким образом, после распределительного устройства газожидкостной поток поступает в цилиндрический корпус 1, затем направляется в резервуар 2, где происходит разделение газовой и жидкой фаз. ОтсепарироваНйая жидкость отводится через штуцер 5, а очищенный газ - через штуцера 6. Предлагаемое конструктивное исполнение аппарата обеспечивает интенсификацию процесса массообмена (массопередачи) за счет создания дополнительного внутренйего газожидкостного факела, на выходе из цилиндрического патрубка 9, кроме осевого, имеет врашательное движение, что позволяет увеличить время пребывания газожидкостного потока в абсорбционной зоне, не изменяя высоты цилиндрического корпуса 1. Наличие цилиндрической обечайки 13 в верхней части усеченного корпуса 7 позволяет исключить явление неравномерности установившегося гидростатического напора жидкости. Использование предлагаемой конструкции абсорбера по сравнению с известными позволяет повысить эффективность массообмена при хемосорбции SO2 раствором сульфит-бисульфита аммония в процессе санитарной газоочистки в производстве серной кислоты.

1. АБСОРБЕР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, приемную камеру, распределитель жидкости, выполненный в виде сужающихся книзу усеченных койусов, жестко вмонтированных в плите, штуцера ввода и вывода жидкости и газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет создания высокоразвитой поверхности взаимодействия фаз и увеличения времени контакта газожидкостного потока, каждый усеченный конус в нижней части снабжен коаксиально установленным внутри него цилиндрическим патрубком с осевым лопастным завихрителем, а в верхней части - жидкостным коллектором с центральной трубой, установленной над завихрителем. 2. Абсорбер по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения неравномерности орошения усеченных конусов жидкостью, каждый коНус в своей верхней части снабжен цилиндрической обечайкой, установленной коаксиально и с зазором по отноi шению к внутренней поверхности его, причем основание цилиндрической обечайки О) расположено ниже верхнего среза усеченного конуса. -ЩШ: ТПУ О5 СП