Массообменный аппарат Советский патент 1985 года по МПК B01D53/18 B01D47/06 

Изобретение относится к химичес кой технике, а именно к аппаратурному оформлению процессов абсорбции, охлаждения и мокрой очист ки газов. Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с тарелками, снабженными контактньми устройствами, выполненными в виде цилиндрических обечаек, снабженных в верхних частях отбойниками, а в нижних - завихрителями и расположенными по центру переливными трубкаьт. При этом нижняя часть каждой Цилиндрической обечайки выполнепа с окном, а средняя часть вьтолнена с вертикальными прореЗЯ Я1 1J . Недостатком данного устройства является его низкая эффективность за счет неполного использования объема контактного элемента для пр ведения тепломассообмена. Эффектив ное контактирование газа и жидкости происходит лишь в нижней части контактного элемента (в зоне завихрителя. Средняя часть контакт го элемента, снабженная вертикальн ми пpopeзямIi, и верхняя часть,снаб женная отбойником, играют роль бры гоотделителя. Кроме того, при нал чии в газовой фазе твердых частиц возможно забивание завихрителя кон тактного элемента, так как жидкост подается в элемент над завихрителем и последний не промывается жид костью, что сказывается на устойчивости работы аппарата. Наиболее близкой к изобретению является конструкция массообменног устройства, состоящего из корпуса, контактного элемента, снабженного .спиралеобразной вставкой, входного и выходного патрубков,оросителя. Спиралеобразная вставка выполнена в виде пакета труб. Оросителем явл ется форсунка 2 . Недостатком известного устройст ва является его низкая эффективность из-за неполного использовани объема контактного элемента для проведения тепломассообмена. Капли жидкости, подаваемой через форсунк подхватываются восходящим газовым потоком и интенсивно контактируют с ним, лишь проходя спиралеобразны пакет тргуб. Оставшийся объем контактного устройства используется 52 лишь для сепарации капель. Таким образом, спиралеобразный пакет труб (вставка) занимает менее трети полезного объема аппарата и в то же время обладает большим гидравлическим сопротивлением. Кроме того, массообменное устройство не может устойчиво работать с запыленным газовым потоком ввиду возможной забивки пакета труб отложениями пыли. Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи, обеспечение устойчивой работы путем создания двухступенчатого контактирования жидкости и газа. Указанная цель достигается тем, что массообменный аппарат,имеющий корпус, контактный элемент,снабженный спиралеобразной вставкой, входной и выходной патрубки, ороситель, снабжен конической обечайкой, меньшее основание которой соединено с нижней частью контактного элемента, а большее основание отбортовано в сторону корпуса и образует с ним кольцевой зазор, а ороситель установлен внутри контактного элемента и снабжен отбойным элементом, установленным в месте соединения нижней части контактного элемента с меньшим основанием конической обе- чайки, при этом спиралеобразная вставка проходит по всей высоте контактного элемента вокруг оросителя с выходом одного витка за верхнюю часть контактного элемента. Корпус снабжен переточньми трубками и коллектором жидкости, установленным в средней его части между большим основанием конической обечайки и стенкой корпуса. Коллектор соединен переточными трубками с основанием выходного патрубка. На чертеже показан массообменный аппарат. Массообменный аппарат включает корпус 1 с входным па1рубком 2, выходным патрубком 3 и расположенным в нижней части штуцером 4 для отвода шлама. К корпусу 1 крепится контактньш элемент 5, внутри которого установлена спиралеобразная вставка 6, проходящая по всей высоте контактног(э элемента 5 с выходом одного витка за его верхнюю часть. Нижняя часть контактного элемента 5 соединена с меньшим основанием конической обечайки 7, большее ос3

нование которой отбортовано в сторону корпуса 1 и образует с ним кольцевой зазор. Спиралеобразная вставка 6 примь1кает к установленному по центру контактного элемента 5 оросителю 8, отбойный элемент 9 которого расположен в месте соединения нижней части контактного элемента 5 с меньшим основанием конической обечайки 7. Между корпусом 1 и конической обечайкой 7 установлен коллектор 10 с отверстиями 11, соединенный переточными трубками 12 с основанием выходного патрубка 3. Для лучшей подачи газа в аппарат патрубок 2 вьтолнен тангенциальным к корпусу 1.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Запыленный газовьй поток через тангенциальный вхбдной патрубок 2 по дается в корпус 1 и движется вверх к конической обечайке 7. При своем движении вверх закрученный газовьй поток контактирует с пленкой жидкости, стекающей по стенкам аппарата вниз. При этом отброшенные к стенкам центробежной силой частицы пыли увлекаются пленкой в нижнюю часть аппарата и выводятся через штуцер 4 При движении вверх газового потока скорость его плавно увеличивается благодаря конической обечайке 7. На входе в контактный элемент 5 газовый поток подхватьгоает жидкость, вытекающую в виде п.пенки из щели., образованной торцом трубы оросителя 8 и отбойным элементом 9, интенсивно дробит ее и непрерывно контактирует в закрученном потоке по всей высоте контактного элемента 5. Спиралеобразная вставка 6 поддерживает крутку газожидкостного потока по всей высоте контактного.элемента 5, обеспечивая тем самым эффек454

тивное контактирование газа и жидкости 6о всем объеме контактного элемента 5. Благодаря расположению отбойного элемента 9 в месте соединения нижней части контактного элемента 5 с меньшим основанием конической обечайки 7 происходит равномерное распределение орошающей жидкости по сечению и высоте контактного элемента 5.

Благодаря выходу одного витка вставки 6 за пределы контактного элемента 5 происходит эффективная сепарация капель жидкости, которая

собирается у основания выходного патрубка 3, через который выходит очищенный газовьй поток. С помощью переточных трубок 12 жидкость попадает в коллектор 10, откуда через

о-аерстия 11 струями бьет в наружную поверхность конической обечайки 7, растекается то ней пленкой и благодаря зазору между отбортовкой конической обечайки 7 и корпусом 1 равномерной пленкой стекает по стенкам корпуса 1 в нижнюю часть аппарата и выводится.

jaKHM образом, в предлагаемом

аппарате осуществляется двухступенчатое контактирование газа и жидкости: противоточное в нижней части аппарата, между запыленным газовым потоком и пленкой, стекающей жидкостью и пря1 юточное, меяэду очищенным от пьши газом и жидкостью, подаваемой через ороситель. При этом полное использование объема контактного элемента для взаимодействия

газа и жидкости увеличивает эффективность массопередачи в сравнении с известным на 35%, а предварительная очистка газа от пыли в нижней части аппарата обеспечивает его устой- .

чивую работу.

1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, имеющий корпус, контактный элемент, снабженньй спиралеобразной вставкой, входной и выходной патрубки, ороситель, отличающийся тем,ЧТО, с целью повьшения эффективности массопередачи, обеспечения устойчивой работы путем создания двухступенчатого контактирования жидкости и газа, он снабжен конической обечайкой, меньшее основание которой соединено с нижней частью контактного элемента, а большее основание отбортовано в сторону корпуса и образует с ним кольцевой зазор, а ороситель установлен внутри контактного элемента и снабжен отбойным элементом, установленньм в месте соединения нижней части контактного элемента с меньшим основанием конической обечайки, при этом спиралеобразная вставка проходит по всей высоте контактного элемента вокруг оросителя с выходом одного витка за верхнюю часть контактного элемента. 2.Аппарат по п.1, отличающийся тем, что корпус (Л снабжен переточными трубками и коллектором жидкости, установленным в средней его части между большим основанием конической обечайки и стенкой корпуса. 3.Аппарат по пп.. 1 и ., о тличающийся тем, что кол4. лектор соединен переточным трубкаCXD ми с основанием выходного патрубка. . ij ел