Тепломассообменный аппарат Советский патент 1985 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может быть использовано для проведения ректификационных и абсорбционных процессов, теплообмена между газом и жидкостью, мокрой очистки газа. Цель изобретения - интенсификация массообмена за счет увеличения времени и поверхности контакта фаз. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, в котором установлено контактное10 устройство, разрез, на фиг. 2 - узел Т на фиг. 1(расположение прорезей с пластинами на боковой поверхности конуса). Контактное устройство устанавливается в корпус 1, содержит конус 2 с прорезями 3 с направленными внутрь пластинами 4, размещенными под углом к образующей конуса, причем пластины размещены по нижнему основанию прорезей. Нижняя часть конуса 2 снабжена устройством 5 для разбрызгивания жидкости в виде перфорации,20 между нижней и верхней границами которой размещен лопаточный завихритель 6, охваченный цилиндрической обечайкой 7. Последняя установлена с зазором 8 относительно корпуса 1 и с кольцевой щелью относительно стенки нижележащего конуса 10, а в нижней своей части выполнена перфорированной отверстиями 11 и образует кольцевой карман 12 за счет жесткого соединения нижним концом с усеченным конусом 13, размещенным верщиной вверх сзо отбортовкой 14, направленной вовнутрь. Аппарат работает следующим образом. Восходящий поток газа из нижележащего конуса 10, проходя пространство конуса 13 и отбортовку 14, увеличивает свою35 скорость за счет уменьшения проходного сечения и взаимодействует с жидкостью, поступающей из кольцевого кармана 12 и стекающей по отбортовке 14 в газовый поток, мелко диспергирует ее, что создает Q высокоразвитую поверхность контакта фаз и значительно интенсифицирует процесс массопередачи. Жидкость из нижней части устройства 5 для разбрызгивания жидкости поступает в виде струй в восходящий газожидкостный поток. В результа-45 те воздействия турбулентных пульсаций газового потока на струи жидкости происходит их дробление на капли, а также дробление капель за счет соударений друг с другом и со струями жидкости, в резуль-JQ тате чего создается высокоразвитая непрерывно обновляющаяся поверхность контакта фаз, что значительно интенсифицирует процесс тепломассообмена. При прохождении газожидкостного потока через лопаточный завихритель 6 капли жидкости55 механически взаимодействуют с лопастями, ударяясь о них, дробятся, обновляя таким образом поверхность контакта фаз, при этом процесс массообмена также осуществляется и на лопастях в пленочном режиме взаимодействия газа и жидкости. Выходящий из лопаточного завихрителя 6 газожидкостный поток взаимодействует со струями жидкости, поступающими в поток из верхней части устройства для разбрызгивания жидкости. В результате воздействия турбулентных пульсаций газового потока на струи жидкости происходит их дробление на капли, а также дробление капель за счет их соударения друг с другом и со струями жидкости, в результате чего создается высокоразвитая, непрерывно обновляющаяся поверхность контакта фаз, что значительно интенсифицирует процесс тепломассообмена. Капли жидкости под деиствием центробежных сил отбрасываются на внутреннюю поверхность обечайки 7 и, образуя вращательное турбулентное кольцо жидкости, стекают в зазор 8, откуда часть жидкости поступает через кольцевую щель 9 на внутреннюю поверхность нижележащего конуса 10, а часть жидкости поступает через отверстия И в кольцевой карман 12, откуда стекает по отбортовке 14, создающей условия для мелкодисперсного распыла в газовый поток, образуя таким образом контур циркуляции жидкости. Газ,освобожденный от капель жидкости за счет центробежных сил поступает в конус 2, проходя через прорези 3, приобретает вращательно-восходящее движение за счет однонаправленпого расположения пластин 4. Жидкость, стекающая по конусу, не может пройти зону прорезей без интенсивного контакта с газом, проходящим через прорези, за счет того, что прорези расположены под углом к образующей конуса с перекрытием в плане, а пластины размещены по нижнему основанию прорезей. Газ, проходя через прорези, имеет высокую скорость, за счет чего стекающая пленка жидкости диспергируется на капли, создавая высокоразвитую поверхность контакта фаз, которые газ увлекает в своем вращательно-восходящем движенин. После прохождения прорезей 3 скорость газа резко уменьщается за счет его расщирения в объеме конуса 2 и становится малой для транспортировки капель, которые под действием силы тяжести падают в устройство для разбрызгивания жидкости 5. Такое движение капель по восходяихе-нисходящей траектории увеличивает вре.мя контакта фаз и, следовательно, эффективность массопередачи. Газ, освобожденный от капель, поступает в вышележащее контактное устройство.

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус и расположенные по высоте контактные устройства, каждое из которых выполнено в виде конуса, установленного вершиной вниз с прорезями с направленными внутрь пластинами, устройством для разбрызгивания жидкости, лопаточным завихрителем с цилиндрической обечайкой, расположенной с зазором относительно конуса нижележащего контактного устройства, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет увеличения времени и поверхности контакта фаз, прорези с направленными внутрь пластинами размещены под углом к образующей конуса с перекрытием в плане, а цилиндрическая обечайка выполнена в нижней части перфорированной и снабжена усеченным конусом, размещенным вершиной вверх с отбортовкой, направленной внутрь, жестко соединенным с ней, при этом лопаточный завихритель размещен на устройстве для разбрызгивания жидкости между верхней и нижней границами § перфорации. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что направленные внутрь пластины размещены по нижнему основанию прорезей. 00 СХ) со