Аппарат с насадкой Советский патент 1985 года по МПК B01D53/20 

сл кэ

О)

со

о Изобретение относится к усовер- шенствованию подвижных насадок для процессов массообмена проводимых в аппаратах, принцип действия которых основан на использовании трехфазной динамической системы (газ - кядкость - подвижная насадка Аппараты с трехфаэнЫ системой широко применяются в химической, нефтехимической, легкой промьшленностя энергетике и некоторьи других отрас лях народного хозяйства. Известны аппараты с ограниченным перемещением подвижных насадок в яеевдоожиженнон слое гаэоясидкостной Системы позволякщие интенсифицировать процессы массообмена, но вмест с. тем не лишены отдельных недостатков. Так, например, в Г насадка, за 4 люченная мезяду опорнс-распределительиой и ограничительной реветками и нанизанная на короткие стержйи, не позволяет в полной мере использо вать динамические свойства барботаж ного слоя Насадка, восприн мая кин тическую энергию от подводимого извне потока газа, не может достагочно активно воздействовать на газйжвдкостный поток из-за сильного ограничения подвижности насадочнык . . . Несколько бопьню используются ди ,намические свойства в аппарате С23 с насадкой, которая заключена в неподвижные шары-сетки. Однако эффективность этих аппара тов также невелика, поскольку заклю ченная в шарах-сетках насадка воздействует лишь «а малые объемы барботажного слоя. В аппарате СзЗ, в котором шафовая насадка нанизана слоями на вертикальные струны, эти недостатки исключены, однако эффективность этого аппарата также невысока, так как характер движения паров, распопоженных в верхних слоях насадки, сильно зависит от возде ствия вертикальных струй газа (жидкости) . В конструкции аппарата 4}, где каящЕлй злемент насадки снабжен гибкой нити, соединяккцей . его с решеткой, этот отрицательный эффект ликвидирован, однако зто констр тивное решение подвижной на садкой допускает ряд нежелательных явлений: сбивания элементов насадки 6 агломераты из-за спутывания длинных связей друг с другом и не-. способности насадки разбивать крупные газовые пузыри. Наиболее близким к предлагаемому является аппарат с насадкой для процессов массообкена, включающий насадочные тела, нанизанные на гибкие струны, закрепленные консольно с двух сторон опорной решетки. Аппарат содержит вертикальный корпус с входным и выходньм штуцерами для газа и жидкости, насадочные тела, нанизанные на гибкие струны, опорную и дистанционные решетки ГЗ J. Однако известная насадка обеспечивает хорошее перемешивание газожидкостного потока только в горизонтальной плоскости и лишь очень незначительно - в вертикальной, т.е, не полно используется рабочий объем аппарата. Кроме того струны, на которых нанизаны насадочные тепа, сами не являются переме 8ивающими элементами насадки, что обуславливает недостаточную диспергацяю и турбулизацию газожндкостного потока, т.е. снижает эффективность конвективного массо(}бмеиа. Известная насадка не обеспечивает стабильной турбулизации в аппарате при изменении (повышении или понижении) скорости ожижакнцего агента (газа) и плотности орошения жидкости. Это приводит к тому, что 3 случае возникновения указанных изменений происходит либо проскок больших газовых пузырей и образование крупных турбулентные струй, либо приводит к снижению процента использования насадки соответственно. Это отрицательно сказывается на кинетике процесса нассоо ена в трехфазной динамической системе, а также не позволяет полностью использовать рабочий объем аппарата. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет саморегулирования системы и увеличения поверхности контакта фаз. Указанная цель достигается тем, что в аппарате, включающем вертикальный корпус со штуцерами, насадочные тела на струнах, опорное и дистанционные решетки, струны и дистанционная решетка выполнены из элементов цепи, корпус снабжен по периферии вертикальной направляющей скобой, к которой подвижно закреплена дистанционная решетка. 3 На- фиг.1 представлен аппарат с н садкой, сечение; на фиг,2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - аппарат с наса кой, вид сверху. Аппарат включает корпус 1,опорну решетку 2, участки цепи 3, играющие роль гибких связей и одновременно являющиеся элементами насадки, наса дочные тела (шары) 4, вертикальную направляющую скобу 5, дистанционную решетку 6 из элементов цепи. Аппарат с насадкой работает следующим образом. В режиме псевдоожиження в непосредственной близости от опорной ре шетки 2 происходит сильная турбулизацня гаэожидкостного потока, кото« р&я характеризуется большим числом Ло1сальных струй и течений с широким ,спектром частот, образованием крупвйк газовых каверн, циркуляционных кв|1туров и другими неж&1ательнь И двЯениями, т.е. неоднороден и не им ет осевой симметрии. Интенсивные струи газа и жидкости обтекают нижний слой насадки, тогда в силу неравйомерности скоростей локальны; : струй возникают интенсивные колеба ния шаровой насадки 4, передающиеся гибким связям (участкам цепи 3) и вышележащим слоям насадочных тел 4. Так как гирлянды насадочных тел 4, соеднненных гибкими связями насадочньос элементов, связаны между собой горизонтальной сеткой дистанционной решеткой б из элементов цепи, то вся подвижная насадка приходит в знтенснвное колебатеггьное двизсенне и в свою очередь воздействует на турбулентный газожндкостньй поток в аппарате. За счет г нтенсивнык колебаний участков 3 и насадочных тел 4 происходит относительное ECJравнивание скоростей локальнг струй турбулентного потока, так как элементы насадки связаны друг с дру гом. Кроме того, благодаря различной форме элементов насадки, послед ние колеблются с различной частотой к амплитудой, а зто обуславливает хорошую диспергацию и перемешивание потока, способствует увеличению поверхности контакта фаз и частоте ее обновления. Пленка жидкости, образующаяся на поверхности насадочных тел 4, отрывается под действием кинетическойf энергии турбулентного потока к диспергируется на капли. 04 отдельные из которых затем снова коагулируются, и так далее. Гибкие связи из участков цепи 3, колеблясь, разрьтают поток, дробят локальные турбулентные струи, перемешивая среДУ. Хорошему перемешиванию газожидкостного потока и более полному использованию рабочего объема аппарата способствует также то, что горизонтальная сетка 6 из элементов цепи подвижно закреплена на направляющих скобах 5 и имеет возможность вертикального перемещения. Так как гирлянды насадочных тел 4 связаны с горизонтальной сеткой, то при воздействии турбулентного потока на последние возможность вертикального перемещения получает вся насадка, что еще более повьппает интенсивность перемешивания фаз. Последнее обстоятельство предполагает также саморегулирование насадки, заключакхщееся в следующем. При снижении интенсивности поступающего турбулентного потока насадка благодаря подвижному закреплению горизонтальной сетки опускайтся, становится плотнее, т.е. уменьшается жнвое сечение аппарата, а интенсивность потока возрастает. При повьшекии интенсивности газожидкостного потока насадка поднимаясь, увеличивает живое сечение. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает стабипизащво турбулентности потока при внезапном или предусмотренном ходом технологического процесса изменении его начальной интенсивности и исключает режим захлебывания аппарата. Таким образом, предлагаемый аппарат с насадкой позволяет значительно интенсифицировать работу массообменных аппаратов с трехфазной динамической системой (газ - жидкость подвижная насадка) и добиться высокой эффективности их использования, а также позволяет избрать эффектов, отрицательно сказывающихся на процессе массопереноса, имеющих место в известном аппарате с насадкой,.за счет интенсификации процессов массопереноса, высокой степени турбулизации и диспергации потока и увеличения поверхности контакта фаз в объеме аппарата.

АППАРАТ С НАСАДКОЙ для процессов массообмена в системе газ-жидкость и пьтеулавливаиия, включающий вертикальньй корпус с входным и выходным штуцерами для газа и жидкости, насадочные тела на струнах и дистанционную опорную решетку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет саморегулирования системы и увеличения поверхности контакта фаз, струны и дистанционная решетка выполнены из элементов цепи, а корпус снабжен по периферии вертикальной направлякщей скобой, к которой подвижно прикреплена дис танционная решетка.