Контактный аппарат Советский патент 1985 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к массообменным аппаратам, а точнее к аппаратам с псевдоожиженным слоем, в которых кинетическая энергия газового потока создает условия интенсивного взаимодействия на границе раздела фаз, и может быть использовано для процессов абсорбции, дистилляции, ректификации в химической, нефтехимической и других смежных областях промышленности.

Известен массообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) с жидкостью в псевдоожиженном слое, представляющий собой вертикальную цилиндрическую обечайку, разделенную решетками на три зоны: газовую, контактную и сепарационную, в контактной зоне которого происходит взаимодействие газожидкостного потока с псевдоожиженной шаровой насадкой 1.

Однако скорость газового потока в этом аппарате невелика, в связи с чем процесс массообмена малоэффективен, невелики нагрузки по газу и жидкости. Подвод абсорбента производится форсунками, что уменьшает надежность работы аппарата. Насадка из полипропиленовых шаров недолговечна, требует частой замены и остановки работы аппарата.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является трехсекциониый контактный аппарат со взвешенным слоем инертной насадки, содержащий три основных камеры: газовую, контактную и сепарационную, которые компонуются в трехсекционный аппарат, представляющий собой газовую камеру с вертикально установленными на ней секциями, каждая из которых включает в себя контактную и сепарационную камеры с горизонтальными и вертикальными газораспределительными решетками 2.

Однако в известной конструкции нельзя одновременно получать санитарный сброс по аммиаку и фтору и продукционную кремнефтористоводородную кислоту.

Целью изобретения является гарантированный санитарный сброс по содержанию фтора в газе и получение продукционной кремнефтористоводородной кислоты.

Указанная цель достигается тем, что в контактном аппарате со взвешенным слоем инертной насадки, содержащем газовую камеру с вертикально закрепленными на ней секциями, каждая из которых состоит из контактной и расширяющейся сепарационной камер, сепарационная камера второй секции аппарата снабжена разделителем абсорбента, выполненным в виде цилиндра,диаметр которого равен 0,7-0,8 диаметра контактной камеры, и конического днища, заканчи1зающегося выпускным патрубком, причем в цилиндрической части разделителя выполнены окна для прохождения газового потока, площадь которых составляет 80-90%

площади цилиндрической части разделителя.

На фиг. 1 изображен контактный аппарат для проведения процессов тепломассообмена в системе газ (пар)-жидкость, общий вид; на фиг. 2 - разделитель абсорбента.

Контактный аппарат со взвещенным слоем инертной насадки состоит из газовой камеры 1 со штуцером 2 для подвода газового потока и щтуцером 3 для слива абсорбента. Между газовой камерой 1 и контактной камерой 4 установлена газораспределительная решетка 5, над которой установлены штуцеры 6 для подвода абсорбента. Контактная камера 4 заканчивается вертикальной ограничительной решеткой 7, над которой закреплен отбойник 8. В сепарационной камере 9 имеются штуцеры 10 для циркуляции абсорбента. Во фланцевом разъеме конической крышки сепарационной камеры 9 закреплена горизонтальная газораспределительная решетка 11 контактной камеры 12 второй секции. Вертикальная ограничительная решетка 13 второй секции заканчивается отбойником 14 аналогично конструкции первой секции. В сепарационной камере 15 второй секции устанавливается разделитель 16 абсорбента цилиндрической формы с окнами 17, через которые газовый поток направляется в третью секцию. Разделитель 16 имеет коническое днише с наклоном в сторону сливного патрубка 18, к которому фланцами присоединяется труба 19, предназначенная для вывода абсорбента. Труба выводится из сепарационной камеры через штуцер 20, находящийся на цилиндрической обечайке сепарационной камеры 15. Контактная камера 21 и сепарационная камера 22 выполнены аналогично первой секции аппарата, аппарат заканчивается щтуцером 23 для вывода очищенного газового потока.

Аппарат работает следующим образом.

Загрязненный газовый поток через штуцер 2 вводится в газовую камеру 1, где происходит его равномерное распределение по сечению аппарата. Через отверстия горизонтальной газораспределительной решетки 5 газовый поток попадает в контактную камеру 4 первой секции аппарата, где контактирует с абсорбентом (раствор кремнефтористоводородной кислоты) и инертной насадкой, поддержлвая ее в псевдоожиженном состоянии. Скорость газового потока достигает 6-10 м/с, при этом образуется равномерная газо-(паро)-жидкостная среда с интенсивным обновлением поверхности взаимодействующих фаз за счет хаотического движения колец. В первой секции аппарата улавливается основное количество фтора и его содержание снижается с 1-3 г/м до 0,15-0,45 г/м. Через щели вертикальной ограничительной решетки 7 контактной камеры 4 газ попадает в сепарационную камеру 9, где за счет резкого изменения направления движения потока и. снижения его скорости происходит отделение брызг. Осаждающиеся капли абсорбента через штуцер

10попадают в циркуляционный контур, из которого через штуцер б возвращаются в контактную камеру 4. Газовый поток через отверстия газораспределительной решетки

11второй секции аппарата попадает в контактную камеру 12, где орошается кремнефтористоводородной кислотой концентрации 3-5%, отсепарированные брызги которой из сепаратора через циркуляционный контур направляются в первую секцию аппарата. В результате циркуляции слабой кремнефтористоводородной кислоты происходит ее закрепление до концентрации . Далее газовый поток с содержанием фтора 20-60 мг/м, пройдя через щели вертикальной ограничительной решетки 13 второй секции аппарата, заворачивается и через окна 17 разделителя 16 абсорбента попадает в контактную камеру 21 третьей секции аппарата. В этом камере газовый поток взаимодействует с инертной насадкой и известковым молоком, раствор (СаОН)а, которое служит абсорбентом

в третьей секции аппарата, после чего количество фтора в газе снижается до 10 мг/м, что соответствует санитарной норме. После окончательного отделения брызг известкового молока в сепарационной камере 22 очищенный газовый поток через штуцер 23 выбрасывается в дымоход, а отсепарированный абсорбент через циркуляционный контур возвращается в контактную камеру третьей секции. Частично провалившийся абсорбент стекает по стенкам разделителя 16 и через наклонный патрубок 18 поступает в трубу 19, выведенную через штуцер 20 из сепарационной камеры 15, и направляется через циркуляционный контур в контактную камеру 21.

В предлагаемом аппарате газовый поток обрабатывается двумя различными абсорбентами, которые не смешиваются один с другим. Применение аппарата позволяет очищать запыленный газовый поток до санитарных норм и одновременно получать продукционную кремнефтористоводородную кислоту.

КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ со взвешенным слоем инертной насадки для провеВыяаЗ га. злJ Вход газа / Продукц омная J ( дения процессов тепло- и массообмена в системе газ (пар) - жидкость, содержащий газовую камеру с вертикально закрепленными на ней секциями, каждая из которых состоит из контактной и расширяющейся сепарационной камер, отличающийся тем, что, с целью гарантированного санитарного сброса по содержанию фтора в газе и получения продукционной кремнефтористоводородной кислоты, сепарационная камера второй секции аппарата снабжена разделителем абсорбента, выполненным в видецилиндра, диаметр которого равен 0,7-0,8 диаметра контактной камеры, и конического днища, заканчивающегося выпускным патрубком, причем в цилиндрической части раздеi лителя выполнены окна для прохождения газового потока, площадь которых составляет 80-90% площади цилиндрической час(Л ти разделителя. о СП NU ifCalOHl2 4

Лр.а -- 07- ОвЛк.к.

Фиг. 2