Тепломассообменный аппарат Советский патент 1984 года по МПК B01D53/18 B01D47/06 

Изобретение относится к химическому аппаратостроению и может быть использовано для осуществления процес сов тепло- и массообмена.

Известен скруббер для осуществления процессов тепло- и массообмена, содержащий корпус, снабженный штуцерами для ввода и вывода взаимодействующих потоков, в полости которого размещены насадка в виде керамических колец и устройство для разбрызгивания жидкости. Поступающий снизу газ при движении вверх контактирует со стекающей вниз жидкостью, .вследствие чего и обеспечивается осуществление того или иного процесса l

Недостаток известного скруббера со стоит в небольшой его эффективности низкой производительности и(или) КПД. Этот недостаток является следствием использования насадки: она не поэволяет для интенсификации процессов использовать высокие скорости газа, при мерно на 25% уменьшает полезно используемый абсорбционный объем. Кроме того, вследствие разрушения колец, отложений соли и загрязнений невысокая эффективность снижается еще с течением времени. Скруббер характеризуется плохой ремонтопригодностью и надежностью в работе.

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус с патрубками вчода и вывода взаимодействующих фаз, по высоте которого расположены конические отбойники 2 .

Недостаток известного аппарата состоит в низкой производительности и (или) КПД. Вследствие этого сокращается время контакта газа с жидкостью, что снижает эффективность работы известного аппарата.

Кроме того, взаимодействие газа и жидкости происходит в условиях небольших скоростей падающих капель на коротком пути своего движения капли не успевают приобрести высокую скорость своего движения.

Цель изобретения - интенсификация процесса и увеличение производительности аппарата за счет увеличения поверхности контактирования взаимодействующих Фаз .

Указанная цель достигается тем, что тепломассообменный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, по высоте которого расположены конические отбойники, снабжен продольными перегородками, разделяющими аппарат на секции, и наклонными пластинами, закрепленными на перегородках на уров не отбойников.

Целесообразно патрубок ввода газа располагать в нижней час:ти корпуса и выполнять перфорированным в нижней части.

Аппарат ооеспечнвэет длительное контактирси:1аи11 Ж1 дк-ч:ти с газом,

поскольку капли, срываясь с нижней кромки отбойника, отбрасываются на противоположную стенку корпуса.

Вследствие удлинения пути движени капля набирает более высокую скорост В результате достигается более высокая интенсивность взаимодействия газа с жидкостью: при более высоких скоростях взаимодействующих потоков достигается более высокая степень турбулизации капель жидкости и более высокая эффективность процессов.

Разделением полости аппарата продольными перегородками на несколько частей образуются новые полости с меньшей площадью поперечного сечения и с меньшим эквивалентным диаметром. Это позволит уменьшить расстяния между отбойниками и на одной и той же высоте аппарата разместить большее их количество. Следовательно на одной и той же высоте аппарата будет обеспечено большее количество взаимодействий газа с жидкостью, что также обеспечит более высокую эффективность процессов.

На фиг.1 представлен аппарат, общий вид, в разрезе на фиг.2 - сечение А-А на ИГ.1.

Аппарат содержит корпус 1, снабженный патрубками 2 и 3 для ввода и вывода газа и патрубками 4 и 5 для ввода и вывода жидкости. Под крышкой аппарата размещен коллектор б, к которому присоединены форсунки 7.

Аппарат снабжен вертикальными перегородками 8 и 9, установленными на его оси.

Полость аппарата разделена продольными перегородками 8 и 9 на четыре секции. В каждой образованной секции (полости) размещены конические отбойники 10, закрепленные на перегородках, и конические обечайки 11, закрепленные на стенке аппарата. Конические отбойники представляют собой пластины,установленные под углом к перегородкам, конические обечайки установлены к корпусу под таким, же углом.

На трубе, являющейся продолжением патрубка 2 в полости корпуса, прорезаны отверстия (круглой или прямоугольной формы) для равномерного распределения вводимого в аппарат газа.

Аппарат работает следующим обра3 ом.

Обрабатываемый газ вводится в аппарат через патрубок.2. Проходя че рез отверстия трубы, являющейся продолжением патрубка 2, газ равномерно распределяется по четырем полостям аппарата. Жидкость, необходимая для взаимодействия с газом, вводится через четыре форсунки, размещенные в верхней части аппарата. При отекании с отбойников жидкость взаимолейстЕуе с газом и в результате отсрасьюаетгя

на противоположную стенку. Взаимодействие потоков протекает в условиях больших скоростей движушихся капель жидкости и при больших Линейных скоростях газа. Такие взаимодействия повторяются в области всех отбойников. Отработанная жидкость выводится из скруббера через патрубок 5, а ббработамяый газ - через патрубок 3.

Интенсивность взаимодействия газа с жидкостью увеличивается вследствие повышения скорости газа (в 2раза) при прохождении участка пути под отбойниками, а также вследствие более высокой скорости движения капель, поскольку они движутся от нижней кромки отеЗиоЛников до противоположной стенки KOpiiiyca. Уйеличение количества взаимо«е|1стзэйй газа и жидкости достигается э а счет разделения полости скруббера на несколько частей продольными перегородками: при делении полости на п частей в п раз возрастает количество отбойников и взаимодействий.

Таким образом, при разделении полости аппарата продольными перегородками на несколько секций и установке в образованных полостях отбойников обеспечивается как интенсификация взаимодействий, так и их количество .

Так, делением полости аппарата продольными перегородками можно образовать 2-6 уменьшенных полостей., Угол.наклона отбойников к перегородкам или корпусу аппарата подбирается таким образом, чтобы обеспечить высокую скорость стекания жидкости с отбойников. Узкое сечение, образованное отбойниками, должно составлят примерно половину площади сечения полости.

Изобретение позволяет интенсифицировать взаимодействие газа и жидкости с одновременным увеличением количества взаимодействия. Вследсвтвие этого достигается более высокая производительность предлагаемого скуббера, более высокий КПД.

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, по высоте которого расположены конические отбойники, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличения производительности аппарата за счет увеличения поверхности контактирования вэамодействующих фаз,он снабжен продольными перегородками, разделяю1Ц11МИ аппарат на секции, и наклонными пластинами, закрепленньми на перегородках на уровне отбойников. 2. Аппарат поп.1, отличающийся тем, что патрубок ввода газа расположен в нижней части корпуса и выполнен перфорированным в . нижней части. О)