Массообменный аппарат Советский патент 1984 года по МПК B01D3/28 

Изобретение относится к контактным устройствам для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, работающим по принципу прямоточного взаимодействия фаз в зоне контакта при сохранении их противотока в целом по . аппарату, и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промьшленности для осуществления процессов .абсорбции, десорбции, ректификации и т.п.

Известен многокамерный массообменный аппарат, состоящий из вертикального корпуса, снабженного вертикальными контактными и прикрепленными к стенкам наклонными сливными перегородками, причем контактные перегородки выполнены из двух листов, снабженных соплами, направленными навстречу друг другу или в одну сторону 1.

Однако этот аппарат имеет небольшую пропускную способность, так как работа пары сопел в режиме подсасывания жидкости газовым потоком (эжек ции) приводит к диспергированию жидкости на очень мелкие капли, легко уносимые потоком газа. Таким образом, понижается верхний предел допустимой нагрузки по газу.

Кроме того, аппарат имеет большое гидравлическое сопротивление, так ка использование каждой,пары соп.ел в качестве микроэжектора диктует необходимость выполнения контактных пере городок с небольшим свободным сечением.

Изготовление вертикальных контактных перегородок усложнено трудностью достижения высокой точности совмещения сопел обеизс пластин даже при использовании метода штамповки.

Известен многокамерный массобменный аппарат с вертикальными решеткам между которыми расположены гофрированные перегородки таким образом, что каждая пара соседних перегородок образует зигзагообразный канал .

Контакт между жидкостью и газом в известном аппарате рсзга1ествляется путем разбрызгивания стекающей по вертикальной решетке жидкостной пленки газом, проходящим через отверстия решетки. При большом свободной сечении решетки аппарат характеризуется небольшим гидравлическим сопротивлением и высокой пропускной способностью.

Однако в известном аппгфате пленка жидкости полностью отрывается по поверхности решетки потоком газа вблзи вершин зигзагов, что приводит к неоднородности структуры потоков в контактных камерах, а именно: капли жидкости движутся узким факелом перекрестно к поднимающемуся потоку газа и занимают небольшую часть объема камер, основной поток газа взаимодействует с жидкостью лишь на небольшом отрезке своего пути в камере, равном размеру факела по вертикали. Вследствие этого в известном аппарате не полностью используется рабочий объем и недостаточно высока объемная эффективность массообмена.

Цель изобретения - интенсификация массообмена путем более равномерного распределения фаз в зонах контакта и увеличение допустимой рабочей скорости газа.

Поставленная цель достигается тем что в массообменном аппарате, содержащем корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов и расположенные в нем вертикальные решетки и гофрированные перегородки, соединенные вершинами гофр с вертикальными решетками, последние выполнены из перфорированных трубок, имеющих в поперечньпс сечениях форму овалов, большие оси которых взаимно перпендикулярны по высоте.

Применение трубок - дешевых стандартных деталей массового выпуска упрощает и удешевляет изготовление вертикальных контактных перегородок.

Вьтолнение трубок с сечением в форме овала, большая ось которого в верхней части контактной камеры перпендикулярна., а в нижней части параллельна плоскости решетки, позволяет, изменяя соотношение размеров большей |и меньшей осей овала, подбирать наиболее выгодное свободное сечение решетки и зпрощает конструкцию соединения трубок между собой в зоне перелива.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, вертикальный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3- вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез r-F на фиг. 2.

Аппарат содержит корпус со штуцерами для ввода и вывода газа и 3-1 жидкости, распределитель жидкости (не показаны), вертикальные решетки 1 из перфорированных трубок 2, гофрированные перегородки 3, расположенные йежду решетками таким образом, что каждая пара.перегородок образует зигзагообразный канал, а полость аппарата разделена на контактные камеры 4. Вертикальные перфорированные трубки 2 в точках 5 разделены на несообщаняциеся друг с другом участки. Отверстия 6 в трубicax 2 для подачи жидкости в контактцую камеру 4 расположены на боковых {{по отношению к направлению потока )газа через решетку) стенках трубок, но могут располагаться на лобовых или задних стенках трубок. В верхней части контактных камер между тру ками имеются проходы 7 для газа. В нижней части каждой контактной камеры трубки соединены между собой и с кромкой сливной перегородки без зазора так, что образуют переливной карман 8 рпя накопления в нем отсепарированной жидкости и ее равно мерного распределения вдоль решетки , Отверстия 9 трубок в полости пере ЛИВНОГ9 кармана 10 расположены со ст роны сливной перегородки и служат дл подачи жидкости внутрь трубок. Аппарат работает следукщим образом. Жидкость, с помощью распределите,ля (не показана) подается в трубки 54 2 и через их отверстия 6 прступает в виде струек, распадакмдихся на капли, в контактные камеры 4, где взаимодействует с потоком газа, образуя интенсивно турбулизованную газожидкостную смесь, в которой и происходит массообмен. Подхваченные газовым потоком капли жидкости сепарируются на гофрированйых перегородках 3 и стекают в нижнкио часть контактной камеры, откуда через отверстия 9 поступают внутрь трубок 2 и по ним транспортируются в нижёрасположенную контактную камеру, - . Газ поступает в аппарат снизу, поднимается вверх, по зигзагообразным каналам, многократно пересекает вертикальную .решетку 1 и каждый раз диспергирует при этом струйки жидкости. Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известным являются повьш1ение эффективности массообмена и равномерности взаимодей ствия фаз, снижение гидравлического сопротивления и энергозатрат на проведение процесса, увеличение пропускной способности по газовой фазе, упрощение конструкции и облегчение изготовления, а также увеличение производительности по газовой фазе, резкое снижение металлоемкости корпуса, pbci производительности труда и экономии . трудовых ресурсов.

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов и расположенные в нем вертикальные решетки и гофрированные перегородки, соединенные вершинами гофр с вертикальными решетками, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена путем более равномерного распределения фаз в зонах контакта и увеличения допустимой рабочей скорости газа, вертикальные решетки вьтолнены из перфорированных трубок, имею цих в поперечных сечениях форму овалов, большие.оси которых взаимно перпендикулярны по высоте.

Н