Роторный массообменный аппарат Советский патент 1984 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к роторным массообменным аппаратам для систем газ (пар) - жидкость и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Известен роторный массообменный аппарат, содержащий корпус, неподвижные тарелки с переливными устройствами и ротор, снабженный лопастями, при этом каждая лопасть выполнена в виде расположенных одна над др гой наклонных пластин, верхняя из ко торых наклонена к стенкам корпуса, а нижняя - в сторону ротора l . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дoctигaeмому результату является роторный массообменный аппарат, состоящий из корпуса, неподвижньпс тарелок с переливными устройствами и ротора в виде набора укрепленных на вращающемся вертикальном валу дном вниз стаканов, каждый из которых прикрыт сверху отбортовкой цилиндра, помещенного внутри него, и имеющих отверстия для прохода во внутреннкяо полость горизонтально расположенных турбулизаторов, соединенных со ста каном, выполненных в виде внутрипо;ых полуцилиндров, причем их кромки, {направленные в сторону вращения рото ipa, отогнуты во внутреннкно полость турбулизатора 2. Однако известные устройства не обеспечивают тесного контакта фаз, поскольку имеет место проскок газа (пара) через лопасти турбулизатора и массообмен идет- лишь за счет диффузии газа в каплю и внутри полости турбулизатора. Кроме того, конструкция известного устройства не снижает гидравлического сопротивления аппара та с увеличением -частоты вращения ротора, поскольку вращение турбулизатора происходит в газовой фазе. Целью изобретения является интенсификация процесса путем снижения ги равлического сопротивления и увеличения поверхности контакта фаз. Поставленная цель достигается тем что роторный массообменньй аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальные контактные тарелки, установленные в корпусе и делящие.его на контактные зоны, вал, размещенный в корпусе по его ос и проходящий через тарелки, циркуляционные цилиндры, закрепленные на ва лу над тарелками, турбулизаторы, радиально закрепленные на цилиндрах и выполненные с продольной прорезью, и переливные устройства,соединяющие контактные зоны между собой., снабжен сетками,закрываюпщми продольные прорези турбулизаторов,выполненных с эллиптическим поперечным сечением. Установка в стаканах ротора тур- булизатора в форме эллипса при вращении его в жидкости и истечении газа (пара) через жидкость создает высокотурбулизованный газо(йаро)-жидкостной барботажно-вихревой режим с полым заполнением жидкости газом, поскольку жидкость, обтекая турбулизатрр, завихряется и закручивается с газовым (паровым) потоком. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1. Роторный массообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, горизонтальные контактные тарелки 2, установленные в корпусе и делящие его на контактные зоны 3, вал 4, размещенный в корпусе по его оси и проходящий через тарелки 2, циркуляционные цилиндры 5, закрепленные на валу 4 над тарелками 2, турбулизаторы 6, радиально закрепленные на цилиндрах 5 и вьтолненные с продольной прорезью 7, переливные устройства 8, соединяющие контактные зоны 3 между собой и сетки 9, закрывающие продольные прорези 7 турбулизаторов 6, выполненных с .эллиптическим поперечным сечением. Аппарат работает следуюощм образом. Газ (пар) подается снизу, жидкость - сверху. Поступая на тарелку 2, жидкость набирает заданный уровень и направленным движением ротора перетекает со ступени на ступень. Газ (пар) через центральную втулку 10 тарелки 2 поступает в цилиндр 5 и выходит из прорези 7 через ячейки сетки 9 в зону контактирования 3. Под действием вращательного движения обтекаемых турбулизаторов 6 в жидкости последняя начинает закручиваться и резко срываться с их поверхности. При этом по периметру прорези 7, и по поверхности сетки 9 создается разряжение, вследствие чего

происходит эжектирование газового (парового) потока на ступень контакта фаз. Газ (пар), подхватываясь турбулизированной жидкостью, завихряется и, двигаясь некоторое время вдоль оси потока, контактирует и, поднимаясь, поступает на следующую ступень. Подсасывание газового (парового) потока приводит к уменьшению гидравлического сопротивления ступени контакта фаз.

Благодаря выполнению турбулизаторов в форме эллипса и вращения его в жидкости образуется высокотурбулизованный газо (паро)-барботажный вихревой режим контакта фаз.

что, как следствие, приводит к г интенсификации процесса массообмена. Вращение эллиптического турбулизатора в жидкости приводит к эжектированию газа (пара), чем yTieHbmaется гидравлическое сопротивление ступени контакта фаз, кроме того, создание вакуума ступеней контакта; фаз позволяет сократить расход энергетического пара для проведения процессов с подводом тепла.

Предлагаемый массообм нный anndрат может использоваться в производстве аммиака в качестве регенератора отгонки углекислого газа взамен известного насадочного аппарата.

РОТОРНЫЙ МАССООБМЕННЫЙ А ПАРАТ, содержащий вертикальный ци дрический корпус, горизонтальные te./ тактные тарелки, установленные в корпусе и делящие его на контактные зоны, вал, размещенный в корпусе по его оси и проходящий через тарелки, циркуляционные цилиндры, закрепленные на валу над тарелками, турбулизаторы, радиально закрепленные на цилиндрах и выполненныес продольной прорезью, и переливные устройства, соединякядие контактные зоны между собой, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем снижения гидравлического со- , противления и увеличения поверхности контакта фаз, он снабжен сетками, закрывающими продольные прорези турбулизаторов, выполненных с эллиптическим поперечным сечением.