Массообменный аппарат Советский патент 1985 года по МПК B01D3/32 

,в

О5 -6 8

L-/0

1чЭ

со

Изобретение относится к аппаратурному оформлению нефтехимических, химических и т.п. процессов, реализуемых на гетерогенных системах жидкость-газ, жидкостьжидкость-газ и т. п.

Известен массообменный аппарат, включающий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, направленные меньшими основаниями навстречу один другому и отделяющие от корпуса кольцевые зазоры, барботеры и щтуцеры 1.

В известном аппарате при выходе газовых пузырей через усеченную вершину большого конуса наблюдается неравномерное распределенйе газа по площади усеченной вершины конуса. Газовые пузыри оказываются в большой степени сконцентрированными вблизи окружности основания усеченной вершины и в меньшей степени по оси аппарата. Аналогичное явление происходит и на выходе газовой фазы из кольцевого зазора, образованного стенкой корпуса и большим основанием, малого конуса. В этом случае, концентрация газовых пузырей вблизи окружности основания конуса больше, чем у стенок аппарата. Причем, с увеличением диаметра аппарата этот эффект усиливается. Так как промышленные аппараты могут иметь диаметр до 10м, то в таких аппаратах неравномерность распределения газовой фазы в отмеченных зонах может быть весьма значительной. Последнее приводит к ослаблению циркуляционного движения в зонах между конусами, к усилению стесненности газовых пузырей, способствующей увеличению их размеров и соответственно ведущей к уменьшению межфазной поверхности. Все это снижает объемные коэффициенты массопередачи.

Известен массообменный аппарат для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, состоящий из цилиндрического корпуса, крышки, днища, барботеров, щтуцеров, расположенных по оси корпуса больщих и малых усеченных конусов, жестко закрепленных на , металлических стержнях (трубах) и направленных меньшими навстречу один другому, причем меньшие основания усечённых конусов снабжены перфорированными горизонтальными дисками, а между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов закреплены перфорированные кольца, которые герметично подсоединены к корпусу. Под ..дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов установлены радиальные пластины 2.

Однако в известном аппарате перфорированные кольца герметично связаны с корпусом, что усложняет конструкцию аппарата и затрудняет его монтаж и разборку. Во время работы, например, с растворами полимеров, аппарат может забиться 5 полимером и возникает потребность в его чистке. Чистка аппарата требует его демонтажа. Однако, если конусы с перфорированными дисками и кольцами гер.метично и жестко связаны с корпусом, то демонтаж резко усложянется. В случае, если герметичность связи перфорированных колец с корпусом обеспечивается сваркой, то демонтаж и последующий монтаж представляет весьма значительные трудности. Все это усложняет эксплуатацию аппарата.

Цель изобретения - упрощение монтажа аппарата и облегчение его эксплуатации при сохранении высоких коэффициентов массопередачи.

0 Поставленная цель достигается тем, что в известном массообменном аппарате для проведения процессов в гетерогенных системах с газовой фазой, включающем вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, барботеры и штуцеры, расположенные по оси корпуса большие и малые усеченные конусы, жестко закрепленные на стержнях и направленные меньшими основаниями навстречу один к другому, перфорированные горизонтальные диски, закрепленные на меньших основаниях больших усеченных конусов, перфорированные кольца, закрепленные между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, радиальные пластины, установленные под дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов, каждое кольцо выполнено с диаметром, меньшим диаметра корпуса аппарата с образованием зазора, и снабжено герметично подсоеди0 ненным к нижнему краю ободом, диаметр которого равен внешнему диаметру кольца.

На фиг. 1 изображен массообменный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 -, узел I на фиг. 1.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2 и днища 3, барботера 4, штуцера 5, металлических стержней (труб) 6, на которых жестко закреплены конусы 7, перфорированных колец 8 и дисQ ков 9, закрывающих меньшие верщинц конусов 7.

Снизу на перфорированных кольцах 8 закреплены ободы 10 и под кольцами и дисками установлены радиальные пластины 11. Величина зазора между корпусом аппарата и ободом, составляющая 0, площади перфорированного кольца, выбрана из конструктивньгх соображений с учетом овальности цилиндрического корпуса.

Аппарат работает следующим образом.

Газовые пузыри, диспергируемые в жидкость барботером 4, поднимаясь, собираются под внутренней боковой поверхностью большого конуса 7, под диском 9. Последнее происходит в основном в силу того, что площадь кольцевого зазора у конуса значительно меньше площади его меньщей верщины. В результате под диском образуется газовая подущка, откуда газ, проходя через отверстия в диске, редиспергируется в следующую зону. Так как диаметр диска меньще корпуса, то за ним создается неравномерное распределение пузырей по сечению аппарата, что ведет к появлению интенсивной циркуляции жидкости. Газовые пузыри, бегая на усеченную верщину малого конуса, отклоняются к стенке колонны и собираются под кольцом 8, и обод 10 не позволяет им проскакивать вдоль стенки колонны.

После редиспергирования газа через отверстие кольца 8 газовые пузыри относительно равномерно распределены над ним, что позволяет сохранить высокие коэффициенты массопередачи.

Преимущества предлагаемого аппарата заключаются в упрощении его конструкции

и облегчении эксплуатации, чистки, повышении за счет этого надежности и срока службы аппарата при сохранении высоких коэффициентов массопередачи.

Таким образом, указанные преимущества достигаются тем, что- перфорированные кольца выполнены с диаметром, меньшим диаметра корпуса, а снизу к ним герметично подсоединены обода, диаметр которых равен внешнему диаметру кольца, а площадь зазора между корпусом аппарата и ободом составляет 0,1-5% площади перфорированного кольца. Так как с установкой ободов перфорированные кольца не закрепляются герметично на корпусе аппарата, то это упрощает конструкцию, облегчает монтаж и дает возможность создать из металлических стержней (труб) и конусов, с; закрепленными на них перфорированными дисками и кольцами с ободами, пакет «тарелок, что облегчает разборку, чистку аппарата и, следовательно, его эксплуатацию, повышает надежность и срок службы аппарата.

Аппарат предлагаемой конструкции может быть использован в качестве поли5 меризатора для жидких каучуков при ведении процесса полимеризации с кипением номера (растворителя).

1. МАССООБМЕННБ1Й АППА РАТ для проведения процессов в гетеро генных системах с газовой фазой, включаю щий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, барботеры и штуцеры расположенные rto оси корпуса большие и малые усеченные конусы, жестко закреп ленные на стержнях и направленные меньшими основаниями навстречу один другому, перфорированные горизонтальные диски, закрепленные на меньших основаниях больших усеченных конусов, перфорированные кольца, закрепленные между корпусом и большими основаниями малых усеченных конусов, радиальные пластины, установленные под дисками и кольцами перпендикулярно и герметично к ним и к боковым поверхностям конусов, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа, облегчения эксплуатации, каждое кольцо выполнено с диаметром, меньшим диаметра корпуса аппарата с образованием зазора, и снабжено герметично подсоединенным к нижнему краю ободом, диаметр которого равен внешнему диаметру кольца.

Фиг. 2