Распылительный тепломассообменный аппарат Советский патент 1985 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ-жидкость, таких как абсорбция, охлаждение и нагревание, а также пылеулавливание, и может найти применение в химической, энергетической н других отраслях промышленности. Известен аппарат, в котором факел распыленной жидкости направлен на сетку, перегораживающую все поперечное сечение аппарата, при этом не образуется свободных проходов для газа и он целиком проходит сквозь сетку 1. Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода и вывода, взаимодействующих фаз, образованный передней, задней и торцовыми стенками и разделенный вдоль наклонной перегородкой на контактную и сепарационную зоны,, при этом в контактной зоне размещены распылители и контактный элемент 2. Недостатком известного аппарата является то, что сетка контактного элемента перекрывает только часть зоны контакта, имеет проход для газа с одной стороны, поэтому газ, двигаясь по пути наименьшего сопротивления, перед сеткой поворачивает г1 1Г -f-JT. к зазору между ней и передней стенкой, затем под сеткой направляется в противоположную сторону под перегрузку и далее в зону сепарации. Таким образом, газ дважды пересекает поток капель с большой относительной скоростью. Однако не весь факел подвергается вторичному дроблению на сетке, так как сетка перегораживает лишь часть сечения контактной зоны. Часть капель отклоняется поперечным потоком газа в сторону зазора между сеткой и передней стенкой. Если этот зазор невелик, то сопротивление ходу газа сравнительно высоко. Чем больше зазор, тем меньше сетка, тем меньше ее влияние на эффективность процесса. Кроме того, равномерность процесса при такой конструкции снижается. Например, часть факела под сеткой около перегородки вступает в контакт с более отработанным газом, чем часть около зазора. Цель изобретения - интенсификация процесса тепломассообмена за счет новыщения равномерности и увеличения относительных скоростей потоков жидкости и газа и снижения сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что контактный элемент выполнен из эквидистантно установленных Г-образных перегородок, каждая из которых состоит из сплошной и сетчатой пластин, при этом свободный конец сплошных пластин ориентирован в сторону распылителей, а передняя стенка корпуса в нижней части выполнена с изгибом параллельно сетчатым пластинам.

На чертеже изображен предлагаемый тепломассообменный аппарат, продольный разрез.

каждая часть газа, отклоняясь в сторону передней стенки, пересекая свою часть потока капель, проходит через зазор между сетчатыми пластинами. Скорость газа в этих зазорах, а следовательно, и сопротивление ходу газа невелики, так как зазоры достаточно большие, а расход газа (это часть общего расхода) мал. Благодаря этому обеспечивается более равномерный, чем в изАппарат содержит корпус 1 ограниченный передней 2, задней 3 и торцовыми 4 стенками. Внутренний объем разделен наклонной перегородкой 5 на контактную зону 6 и зону 7 сепарации. Аппарат снабжен патрубками 8 для ввода газа, 9 для отвода газа и 10 для вывода отработанной жидкости. В верхней части зоны 6 контакта расположены распылители 11. Передняя стенка 2 в нижней части выполнена с изгибом 12 наружу и с наклонной перегородкой 3 образует зону 13 расширения. В месте соединения контактной зоны 6 и зоны 13 расширения эквидистантно установлены Г-образные перегородки 14, состоящие из сетчатых пластин 15, ориентированных параллельно изгибу 12 передней стенки 2,и сплошных пластин 16, свободные концы которых ориентированы в сторону распылителей П. При наклонном расположении изгиба 12 и перфорированных пластин 15 образуются зазоры 17 для прохода газожидкостного потока. Аппарат работает следующим образом. Жидкость подается на распылители И, при этом в контактной зоне 6 образуется факел распыла, эжектирующий газ через тг1 j патрубок 8. Смесь газа с каплями движется вниз, при этом через развитую поверхность капель происходит тепломассообмен. Крупные капли на всем сечении факела с большей вероятностью дробятся сетчатыми пластинами 11 на мелкие, вследствие чего резко обновляется и увеличивается поверхность и интенсифицируется процесс тепломассообмена. Часть жидкости остается на сетке, часть попадает на сплошные пластины 16, стекает по ним и сетке в сторону наклона (и по ходу газа), т.е. в сторону передней стенки 2. Газ проходит по пути наименьшего сопротивления через зазоры 17 в сторону наклона сетчатых пластин 11, т.е. к передней стенке 2 (в направлении к перегородке 5 ему мешают двигаться сплошные пластины 16), и-далее движутся под перегородку 5 в сепарационную зону 7 и выводится через патрубок 9. В сепарационной зоне 7 происходит выделение унесенных капель, так как вследствие расширения сечения зоны уменьшается скорость газа и снижается его несушая способность. Отработанная жидкость выводится из аппарата через патрубок 10. Наличие в аппарате Г-образных контактных перегородок позволяет разделить потоки газа и капель жидкости. При этом

вестном устройстве, контакт газа с каплями жидкости, повышается относительная скорость газа и жидкости при снижении сопротивления ходу газа. Последнее позволяет увеличить коэффициент эжекции, а при возрастании расхода газа увеличивается охлаждающая способность данного аппарата, если он предназначен, например, для испарительного охлаждения оборотной воды. В этом случае возрастает движущая сила процесса (разность температур воздуха и воды и разность влажностей воздуха - предельной и данной).

Уменьшается сопротивление проходу газа и самих сетчатых пластин, так как в отличие от известного устройства пробятся и частично оседают только те капли, которые находились в факеле напротив него. В известном устройстве при одной сплощной сетке особенно в нижней ее части образуется довольно толстая пленка жидкости. Вследствие этого, а также потому, что сетчатые пластины перегораживают в плане все сечение контактной зоны, в предлагаемом устройстве весь факел подвергается равномерному

вторичному дроблению при уменьшении сопротивления аппарата ходу газа.

Направление сплошных пластин 16 в сторону распылителя позволяет избежать отрицательных явлений, связанных с наличием этих пластин в зоне контакта: отклонения отдельных капель от их первоначальных траекторий полета и нарушения равномерности в распределении жидкости и газа по сечению факела. При таком расположении

пластины практически не препятствуют ходу газа.

Выполнение расширения нижней части контактной зоны за счет ступенчатой передней стенки позволяет без увеличения сопротивления аппарата ходу газа перекрыть в плане все сечение контактной зоны сетчатыми пластинами.

Испытания предлагаемого аппарата, используемого для охлаждения 60 воды, показывают, что он более эффективен, чем известный: перепад температуры воды возрастает в два-три раза. Годовой экономический эффект составляет около 16,0 тыс.руб.

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих сред, образованный передней, задней и торцовыми стенками и разделенный вдоль наклонной перегородкой на контактную и сепарацнонную зоны, при этом в контактной зоне размещены распылители и контактный элемент, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет повыщеиия равномерности и увеличения относительных скоростей потоков жидкости и газа и снижения сопротивления, контактный элемент выполнен из эквидистантно установленных Г-образных перегородок, каждая из которых состоит из сплощной и сетчатой пластин, при этом свободный конец сплошных пластин ориентирован в сторону распылителей, а передняя стенка корпуса в нижней части выполнена с изгибе- параллельно сетчатым со пластинам. сл Oi СП