Контактное устройство Советский патент 1985 года по МПК B01D3/30 

4

СО 4; СО СО

Изобретение относится к тепломассообменным контактным аппаратам для взаимодействия газ-жидкость и может применяться в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известна клапанная тарелка, содежащая основание с газовыми патрубками, выполненными в виде сопла, которое снабжено кольцевой проточкой, расположенной в узком сечении сопла l .,

Наиболее близким к изобретению является контактное устройство для тепломассообменных аппаратов, содержащее полотно с отбортованным вниз-отверстием, диаметр которого больше диаметра отверстия в полотне контактного устройства 2 .

Недостатком известных устройств является низкая интенсивность тепломассообмена вследствие низкой интенсивности высокочастотных колебаний, которые возникают при проходе газа через известные устройства. Кроме того, известные устройства имеют повышенное гидравлическое сопротивление, сложны по конструкции, что вызвано низкой степенью преобразования динамического напора газа в высокочастотные колебания.

Цель изобретения - уменьшение гидравлического сопротивления и интенсификация тепломассообмена путем создания интенсивных высокочастотных колебаний.

Цель достигается тем, что в контактном устройстве, включающем основание с отверстиями и поддон, расположенный под отверстием с образованием резонирующей полости, последняя выполнена кольцевой формы со следующими соотношениями:

Контактное устройство работает следующим образом.

Газ подается снизу вверх, а жидкость находится на основании 1.При прохождении газа через отверстия 2 и 4 будут образовываться интенсивные колебания газа. Наложение высокочастотных колебаний на процессы взаимодефствия газ-жидкость интенсифицируют их,

Исследования акустических параметров при.прохождении газа через различные контактные устройства проводят на колонне диаметром 0,31 м. На торце колонны устанавливают исследуемые контактные устррйства,отверстия в них выполняют с цилиндрическими краями.Внутри колонны укрепляют по периферии пьезоэлектрические датчики,сигнал от которых направляется в анализатор спектра СЧ-48.Звуковое давление расчетным путем пересчитывают на давление контактного устройства.Результаты исследования приведены в таблице. Исследования проведены для двух основных диаметров отверстий, равных 0,032 и 0,04м

Таким образом, для исследуемых диаметров ,032-0, 04 м и скорости газа в отверстии 10-30 м/с получено звуковое давление 6-400 Па, которое значительное превышало фоновое при следующем соотношении размеров резонирующей кольцевой полости контактного устройства:

где И - высота устья полости;

d - диаметр отверстия в основании тарелки; D - диаметр полости; df,- диаметр отверстия поддона. Кроме того, края отверстия выполнены расширяющимися по направлению потока.

На черт.еже изображено контактное устройство, продольный разрез.

Контактное устройство состоит из основания 1 с отверстием 2 и кольцевого поддона 3 с отверстием 4, образующего с основанием кольцевую резонирующую полость 5. Отверс ия выполнены с краями 6 и 7, которые расширяются по направлению по- тока.

Максимум звукового давления приходится при d к , 3 d, Hc:0,3-2d. I

При оптимальных соотношениях размеров устройства коэффициент гидравлического сопротивления конт ктного устройства снажался при Be 5 до 1,4, в то время как этот же коэффициент при прохождении газа через одиночное отверстие составлял порядка 2,8-3.

Исследования показали, что выпонение края отверстия расширякяцимся по направлению потока увеличивает до 2-3 раз звуковое давление.

Исследования, проведенные по сульфатной методике на тарелках с контактными устройствс1ми, диаметр прохода газа которых составлял 0,015 и0,03 м, показали, что при скоростях газа по ко.лонне 0,151,2 м/с объемный коэффициент массоотдачи увеличиваете в 1,16-1,9

раза с поддонами, у которых резонирующая кольцевая полость выполнена по указанным соотношениям, по сравнению с тарелками без поддонов. Высота светлого слоя жидкости на тарелках 0,066-0,132 м, свободное сечение тарелки 3-6%.

Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с известной клапанной тарелкой заключается -в увеличении производительности аппарата в 1,2-1,6 раза при уменьшении гидравлического сопротивления проходу газа. При установлении контактных устройств в реаторе озонирования циансодержащих стоков гальванических цехов за счет

уменьшения расхода озона и его выброса в атмосферу на 20-30%, а также уменьшения расходов реагентов годовой социально-экономический эффект от применения реактора производительностью 10 составит более 100 тыс.руб. При использовании аппарата с предлагаемыми устройствами отпадает необходимость в камере смешения и нейтрализации озоно-воздушной смеси объемом 80 м. Капитальные затраты на строительство такой Кс1меры составляют бО.тыс.руб, а себестоимость только нейтрализации озоно-воздушной среды при добавлении в камеру щелочи составляет 0,5 руб/м стоков.

1.КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО для тепломассообменных аппаратов, включакяцее основанле с отверстиями и поддон, расположенный под отверстием с образованием резонирующей полости, отличающееся тем. что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления, полость выполнена кольцевой формы сО следующими соотношениями: 0,3 -|-«2,7; 1, а,,3, где И - высота устья полости; d - диаметр отверстия в основании тарелки; D - дигихетр полости; -диаметр отверстия поддона. 5 2. Устройство по п. 1, о т л и - . чающееся тем, что края отвер стия выполнены расширяюоцшися по направлению потока.

0,29

10-30

0,29

0,3

0,3

0,3

10-30 2,7 10-30

2,7

30 2,7 30 2,7 30

1,5

7

1,5

20 3

7

5 1,5 6

3у106