Ротационный тепломассообменный аппарат Советский патент 1984 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к аппарату ному оформлению тепломассообменных процессов и может применяться при разделении, осушке и очистке гйзов. Известен горизонтальйый ротацион ный тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с размещенными в не разбрызгивающими жидкость роторными устройствами, приводимыми во вращение специальными приводами или же энергией контактирующего газового потока.. Роторные устройства частично погружены в слой жидкости, движущейся ц нижней части аппарата, и при своем вращении захватывают жидкость и диспергируют ее в газовьй поток {lj Недостатком этого аппарата является то, что каждым устройством диспергируется лшпь часть жидкости, KOT рая при этом распределяется в объеме anitapaTa неравномерно. Основная част жидкости проходит в нижней части аппарата . Кроме того, в зоне радиусом, равным расстоянию от центра вращения устройств до зеркала жидкости, диспергирования не происходит. Известен массообменный аппарат с контактными тарелками, содержащими роторные завихрители, которые состоят из диспергирующих элементов в виде перфорированных цилиндров с лопастями и элементов для подачи жидкости в эти цилиндры. Газовый поток, попадая на лоцасти, приводит во вращение завихрители, которые диспергируют поступающую в цилиндр жидкость через перфорации в стенках цилиндра. Жидкость подается принудительно на верхнюю контактную тарелку и оттуда под влиянием силы тяжести проходит последовательно через все разбрызгивающие устройства. В аппарате контактируемая жидкость подается в центральную часть диспергирующего элемента, разбрызгивается им, распределяясь по всему сечению аппарата 2j . Недостатком аппарата с контактными тарелками является то, что пода ча .жидкости в перфорированные цилинд ры завихрителей осуществляется за счет использования энергии насоса. Вследствие применение завих- . рителей в высокоскоростных горизонтальных абсорберах требует установки нескольких насосов. 82 Кроме того, наиболее интенсивно процесс массообмена происходит лишь в небольшой зоне, в месте попадания струй газа на лопасти диспергаторов. Известен также ротационный тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с патрубками для подвода и отвода газа, размещенный в корпусе вал с центральным отверстием, в которрм установлена газопроницаемая вставка. На горизонтальном валу укреплены роторы в виде дисков. На одной из сторон казкдого диска выполнены центральные и периферийные выступы, загнутые в сторону вращения/вала. Подаваемая в аппарат жидкость движется в нижней части аппарата и, захватываюсь периферийными выступами, перетекает на центральные выступы, а оттуда поступает к центральным отверстиям, орошая газопроницаемую вставку. Газ, пройдя последовательно между периферийными и центральными выступами по газопроницаемой вставке, контактирует с жидкостью з. Недостатком ротационного тепломассообменника является необходимость установки специального двигателя для вращения роторных устройств. Кроме того, контакт фаз происходит не во всем его объёме, так как при увеличении частоты вращения дис ков, способствующей интенсификации процесса, уменьшается и прекращается подача жидкости в центральную часть дисков. Это объясняется ростом центробежных сил, способствующих отбрасыванию к периферии жидкости, захваченной выступами. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является горизонтальный абсорбер, содержащий корпус, контактные устройства с установленшши за ними карманами, выполенными в виде полости, открытой настречу вращения потока и ограниченой двумя дугообразными, взаимно пааллельными пластинками, установлеными соосно контактному устройству пористой насадкой, расположенной ежду .пластинками. Внутренняя пласинка, выполнена перфорированной. Поость кармана соединяется переточной рубой с полостью последующего центобежного контактного устройства. онтактные устройства выполнены в вие перфорированного барабана, который может свободно вращаться от энер гии газового потока с помощью установленных на барабане лопастей-, развернутых на одинаковый угол относительно плоскости вращения. Абсорбент подаваемый принудительно в 11ервый барабан, разбрызгивается через его перфор;ации. абсорбента под дей ствием центробежных сил попадает в карман, установленный за контактным устройством, а часть абсррбента, попавшего в нижнюю часть аппарата, захватывается лопастями и также посылается в карман. Из кармана абсорбент по, переточной трубе поступает в перфорированный барабан следующего контактного устройства. Контактные устройства должны обладать частотой вращения, обеспечивающей возникновение центробежных сил, достаточных для поступления диспергируемой жидкорти в карманы. Размах лопастей устройства должен обеспечить устройство необходимой дл зтого мощностью. Следовательно, контактное устройство работает зффектив но при высокой частоте вращения и от носительно большом диаметре, который принимается конструктивно и зависит от диаметра аппарата 4J . Недостатком известного горизонтал кого абсорбера являетсй то, что высо кая частота вращения при большом диаметре и при несимметричности нагруз ки, действующей на лопасти, погруженные в жидкость, затрудняет изготовление контактных устройств, а сле довательно, и аппаратов больших диаметров, ограничивая производительность их. , Кроме того, погружение лопастей диспергирующего элемента контактног устройства способствует уменьшению частоты вращения, что.понижает качество диспергирования и эффектив ность процесса. Целью изобретения является интен сификация процесса тепло- и массообмена путем увеличения лропускной способности аппарата. . Цель достигается тем, что в рота ционном тепломассообменном аппарате содержащем корпус, установленные в нем диспергаторы в виде перфориро ванных барабанов с лопастями и элементы для подачи жидкости, снабженные переточными трубами, каждый эле мент для подачи жидкости выполнен в виде свободно вращающегося колеса с лопастями, установленными под углом к плоскости вращения колеса. { Кроме того, лопасти на барабане диспергатора и лопасти на колесе установлены под углом, равным 25-45 к плоскости их вращения. При этом лопасти на барабане диспергатора и на колесе расположены одна относительно другой во взаимнопротивоположном направлении. . На фиг. 1 показан предлагаемый ротационный тепломассообменный аппарат, продольный разрез; rta фиг 2 разрез А-А на фиг. 1. Аппарат содержит горизонтально расположенный : корпус 1 с установленными в нем контактными устройствами, состоящими из транспортирующего колеса 2 и диспергатора 3. Транспортирующее колесо содержит элементы 4 для захвата и подачи жидкости к полой вставке 5 и может свободно вращаться вокруг оси 6 на подшипниках 7. Элементы для захвата и подачи жидкости изготовлены в виде полых лопастей, содержащих поверхности 8, которые развернуты в одну сторону относительно плоскости вращения на угол OL 25-45 . Лопасти имеют в периферийной части карманы 9, открытые навстречу своему вращению. Уровень жидкости в аппарате поддерживается планками 10 на высоте, обеспечивающей погружение карманов 9. Вставка 5 своей полостью соединена с полостью перфорированного барабана 11 диспергатора 3, .снабженного лопастями 12. Эти лопасти развернуты в . одну и ту же сторону на угол об 25-45 относительно плоскости вращения. Разворот лопастей диспергатора противоположен развороту поверхностей 8. Диспергатор выполнен вращающимся на оси 6 в подаи никах 13 и может быть установлен после или перед транспортирующим колесом. Лопасти 12 диспер-. гаторов выполнены или непогруженными в жидкость, или погруженными на глубину, меньшую чем элементы 4. Аппарат работает следующим образом. Газ и жидкость подаются в аппарат на контакт прямотоком. Газовый поток, падая наь. поверхность 8, приводит . во вращение транспортирующее колесо 2. При вращении лопасти колеса погружаются попеременно в жидкость, про

1. РОТАЦИОННЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, установленные в нем диспергаторы Жпдяостл в виде перфорированных барабанов с лопастями и элементы для подачи жидкости, снабженные переточными трубами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем увеличения пропускной способности аппарата, каждый элемент для подачи жидкости выполнен в виде свободно вращающегося колеса с лопастями, установленными под углом к плоскости вращения колеса. 2.Аппарат по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что лопасти на барабане диспергатора и лопасти на колесе установлены под углом, равным 25-45 к плоскости их вращения. 3.Аппарат по пп. 1 и 2, отли(Л чающийся тем, что лопасти на барабане диспергатора и на колесе ,расположены одна относительно другой во взаимно противоположном направлен НИИ..