Массообменный аппарат с циркулирующей насадкой Советский патент 1985 года по МПК B01D3/32 B01D53/20 

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что верхний загиб перегородки снабжен отделителем жидкости, установленным винтообраз,но. . . .

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что перегородка и стенка корпуса снабжены завихрителями, расположенными в шахматном порядке.

1, МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ НАСАДКОЙ, включающий корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, перегородку и опорную решетку, о т л и ч а и щ и и с я тем, что, с целью увеличения рабочей скорости газа, повьппения интенсивности процесйа и эффективности пылеулавливания и снижения гидравлического сопротивления, перегородка выполнена с загнутыми в раЭ ные стороны концами, при этом верхний загиб выполнен в форме спирали, образующей тангенциально расположенную щель дпя выхода газа, а конец нижнего загиба расположен под уровнем жидкости. /5 4 сь

Изобретение относится к конструкциям аппаратов для проведения массоб менных и пьшеулавливйющих процессов в газожидкостных системах и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической проМы ленностях и других отраслях народного хозяйства. Известен массобменный аппарат с циркулирующей насадкой, включающий корпус с патрубками для ввода и выво да газа и жидкости, перегородку с направляющим устройством и опорную решетку СОНедостатки известного массобменно го аппарата - создание дополнительно го гидравлического сопротивления, неустойчивой работе в период пуска и остановки и ограниченной скорости газа (до 15 м/с), превЬшение которой .приводит к режиму захлебывания. Цель изобретения - увеличение рабочей скорости газа, повышение интенсивности и эффективности пылеулавливания и снижение гидравлического сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что в массобменном аппарате с циркулирующей насадкой, включающем корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, перегородку ,и опорную решетку, перегородка выпол нена с загнутьми в разные друг от друга -стороны концами, при этом верх ний загиб выполнен в форме спирали, образующей тангенциально расположенную щель для выхода газа, а.конец ни него загиба расположен под зфовнем ЖИДКОСТИ.. : Целесообразно, чтобы верхний загиб перегородки был снабжен отделителем жидкости, установленным винтообразно. Целесообразно, чтобы перегородка и стенка корпуса бьши снабжены завихрителями, расположенными в шахматном порядке. На фиг. 1 показан предложенный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - аппарат с центральным патрубком, общий вид; на фиг. 4 - аппарат с .одним отбойным элементом, общий вид. Массообменный аппарат состоит .из корпуса 1, нижняя часть которого заполнена жидкостью с плавающей насадкой 2 (плотностью 0,6 - 0,8 г/см) и имеет патрубки 3 и 4 ввода соответственно газа и жидкости, патрубок 5 вьгоода жидкости и шлама и переливной патрубок 6, а также опорную решетку J, расположенную ниже уровня жидкости. Верхняя часть аппарата имеет отбойные элементы 8, образующие со стенкой корпуса 1 и перегородкой 9 замкнутый щелевой канал 10, снабженный завихрителями 11. Перегородка 9 имеет загнутые в разные друг от друга стороны концы. Нижний конец 12 затоплен жидкостью на глубину не менее одного диаметра насадки, а верхний спирально загнутый конец 13 образует тангенциальное щелевое отверстие 14 и имеет отделитель жидкости 15. , Центр спирального.Ъагиба конца 13 является осью патрубка 16 выхода газ, начало которого выступает над внутренней стенкой аппарата. Перегородки 9 образуют между собой или перегородкой ,-9 и корпусом 1 транспортный тракт 17. Аппарат работает следующим образом. Газ (на схеме его направление обозначено пунктирной стрелкой), поступающий на очистку, подается в патру3бок 3, ударяется о поверхность жидкости (направление жидкости обозначено сплошной стрелкой) с плавающей насадкой 2, захватывает их и вынуждает двигаться по плавноопущенному в жидкость нижнему концу 12 перегоро ки 9. При этом образуется первая зон массообмена и пылеулавливания с непрерывнообновляющейся поверхностью контакта фаз за счет образования капель (брызг) при ударе газового потока о зеркало жидкости и их дальней шего дробления газовым потоком и насадкой при эжектировании. Жидкость, транспортируема газовым потоком, дробится при ударе о завихрители 11 и эле 1енты насаДки и тем самым образуется вторая зона контак тирования в замкнутом щелевом канале 10. Трехфазный поток, достигнув отбой ного элемента 8, за счет центробежных сил разделяется, т.е. и Насадка прижимаются к отбойному элементу и двигаются в прямотоке к выходу из щелевого канала. При этом на отбойнике в Зоне контактирования пленки жидкости с газом образуется зона массообмена и пылеулавливания. При выходе потока из щелевого канала насадка и жидкость, в виде пленок и капель под действием сил инерции и 17 и далее в нижнюю часть аппарата. Очищенный газ, выйдя из щелевого канала, проходит тангенциальное щелевое отверстие 14, образованное верхним спирально загнутым концом 13 приобретает направленное к патрубку 16 винтообразное движение и выходит в атмосферу. Вращательное движение газового потока внутри верхнего загиба способствует улучшению сепарации жидкости, в виде тонкой пленки, на внутренней поверхности верхнего спирально загнутого конца 13. Образу ющаяся тонкая пленка под действием сил трения двигается по Направлению газового потока к патрубку 16, но дойдя до стенки аппарата, свободно стекает вниз, т.е. патрубок 16 высту пает над стенкой аппарата и меньше верхнего спирально по диаметру ;агну того конца 13. При движении газожидкостного пото ка по замкнутому щелевому каналу 10 часть жидкости, не прижатая центробежной силой к отбойному элементу бО течет в виде плёнки в прямотоке перегородке 9, доходит до начала верхнего спирального загнутого конца 13 и встречает на своем пути отделитель жидкости 15i Отделитель жидкое ти в виде, .пластины, установленной . винтообразно и под углом к главному потоку, изменяет направление течения жидкости и направляет ее по нисходящей винтовой линии к боковой стенке аппарата, по которой она стекает вниз аппарата через транспортный тракт 17. Циркуляция насадки осуществляется за счет образующегося в транспортном, тракте 17 избыточного слоя насзд|КИ, который выталкивает нижние слои {элементов через жидкость, затапливающую нижний конец 12 перегородки 9, в контактную зону аппарата. Опорная решетка 7 имеет максимальное живое сечение, однако исключает провал элементов насадки в патрубок 5 при-случае полного спуска отработанной жидкости в отключенном аппарате и устанавливается ниже уровня возможной циркуляции насадки в воде. Необходимый уровень жидкости поддерживается путем свободного перелива избытка жидкос;ги, поступающей в аппарат по патрубку 4, через-переливной патрубок -6, имеющий уровень слива в соответствии с заданным уровнем в аппарате. Благодаря криволинейной поверхности щелевого канала и особенностям входа газового потока из контактной so ны аппарата, взаимодействие газа и ясидкости осуществляется в режиме за- , крученного прямотока при общем противотоке по высоте аппарата, причем жидкость претерпевает неоднократную деформаг ию, переходя из пленочного со стояние в мелкодисперсное, а также наличие циркулирующей насадки, существенно повьшается массообмен, пылеулавливание и значительно увеличивается эффективность сепарации брызг жидкости. Наличие тран.спортного тракта, позволяющего возвращаться промьшочной жидкости и циркулирующим элементам насадки в контактную зону , содает воз можность в несколько разувеличить , рабочуто скорость газа и плотность оро шения и полностью исключить режим захлебывания, являющийся основным с дер-. живающим фактором повьш1ения скорости

газа в аппаратах с общим противотоком по высоте.

Отсутствие .решеток в контактной зоне аппарата позволяет значительно уменьшить гидравлическое сопротивление и исключить возможность забивания ее твердыми примесями.

Предложенный аппарат может устой,чиво работать в широких пределах ра16

рие. 2

бочих скоростей газа 10-50 м/с и большой нагрузки по жидкости позволяет многократно применять орашающий раствор без его регенерации так как используется безфорсуночное дробление жидкости за счет энергии газового потока на кромках завихрителя, и может эффективно использоваться для пьшеочистки газов с гидрофобными свойствами Твердой фазы.

Фи9.Ъ

в

-.

ФигН