Массообменный аппарат Советский патент 1986 года по МПК B01D1/14 B01D3/32 

Изобретение относится к химической промьппленности, а более конкретно к конструкции тепломассообменных устройств.

Цель изобретения - повьшение качества вторичного пара путем снижения содержания в нем примесей, уносимых с частицами жидкости, и брызго- уноса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый массообменный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на- фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Массообменный аппарат состоит из корпуса 1, распределительной камеры 2, насадки 3. Корпус 1 снабжен штуцером 4 для вывода продувочной воды, переливной трубкой 5, патрубком 6. Распределительная камера 2 имеет под- питочное устройство 7 с патрубком 8, кольцевые;камеры 9 и 10, патрубок 11, перегородки 12. Подпиточное устройство 7 перфорировано отверстиями 13, . кольцевые камеры 9 и 10 - отверстиями 14. Насадка 3 состоит из успокоителя 15 и перераспределителя 16. Успокоитель 15 включает диск 17, кольцо 18, дЬфчатьй щит 19, а перераспределитель 16 вь1полнен из кольцевых камер 20 и 21, соединенных между собой перегородками 22, патрубка 23, Камеры 20 и 21, перегородка 22 перфорированы отверстиями 24.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Через отверстия 13 подпиточного устройства 17 внутреннее пространство корпуса 1 заполняется жидкостью так, |чтобы зеркало ее находилось вьше перераспределителя 16 на величину 10- 50 мм.После достижения заданного уровня в кольцевые камеры 9 и 10 через штуцер 11 подается греющий пар, .постудающий во внутреннее пространство корпуса 1 из кольцевых камер 9 и 10 через отверстия 14, Кольцевые камеры 9 и 10 вьтолнены в виде концентрических ок- рзгжностей, соединенных между собой перегородками 12. Такое выполнение кольцевых камер позволяет равномерно по всему сечению аппарата вводить парогазовую фазу в объем жидкости. Равномерный ввод парогазовой фазы препятствует дроблению поверхностной жидкостной пленки и брызгоуносу. Кроме того, отверстия 14 в камерах 9 и 10 можно расположить так, что выходя

щие из них потоки парогазовой фазы направлены против направления движения, обусловленного силами гравитации, и в этом случае элементы распре- делительной камеры способствуют более равномерному распределению парогазовой фазы в данном сечении по объему жидкости.

Чтобы грекшщй пар равномерно распределился по объему жидкости и пе- ремеашвался с ней массообменный аппарат снабжен I насадкой 3. С этой целью насадка 3 выполнена из двух частей так, что диск 17 успокоителя 15 располагается над кольцевыми камерами 9 и 10. Между диском 17 и обечайкой корпуса 1 образуется кольцевой проход. Греющий пар из отверстия 14 перемешивается с жидкостью, отдает ей свое тепло и конденсируется. Однако конденсируется не весь пар. Часть его собирается в паровые . пузыри и под действием гравитационной силы устремляется вверх. Чтобы паровой пузырь не пошел к граничному слою жидкости и не разрушил его, на его пути стоит диск 17, который дробит паровой пузырь и направляет его от центра к периферии, где имеется кольцевой канал для прохода паро- жидкостаой эмульсии, образованный кромками диска 17 и обечайкой корпуса 1. Чтобы пароводяная эмульсия в своем дальнейшем движении равномерно распределилась по сечению, массообмен- ного аппарата, к обечайке корпуса 1 крепится кольцо 18, а над ним устанавливается дь1рчатый щит 19. Кольцо

18не позволяет потоку пароводяной эмульсии после диска 17 течь вдоль стен и тем самым создавать локальные очаги брызгоуноса, а дырчатый щит

19способствует более равномерному распределению компонентов потока по сечению массообменного аппарата, так. как несконденсировавшиеся частицы пара разбиваются о них. Чем меньше частица пара, тем быстрее она отдает свое тепло окружающей жидкости, тем реже она достигает граничного жидкостного слоя и разрушает его. Чём реже разрушения граничного жидкостного слоя, тем меньше унос примесей паром вторичного вскипания, тем вьппе качество пара вторичного вскипания.

Живое сечение дырчатого щита 19 составляет 70-85%, а площадь поверху v ности кольца 18 - 15 - 25% площади сечения аппарата. Площадь поверхнос312

ти диска составляет 60-85% площади сечения аппарата. Эти величины выбраны экспериментально для конкретных условий работы одного из массообмен- ных аппаратов. Однако, если выйти за пределы указанных размеров, то начинают появляться очаги нарушения граничной жидкостной пленки по периферии либо сечению аппарата за счет возрастания гравитационной скорости движения паровых пузырей.

Когда процесс усреднения и стабилизации парожидкостных потоков завершен, с поверхности жидкостного слоя За счет подвода избыточного тепла на- чинается образование вторичного пара. : Так как в поверхностном слое содержится больше всего примесей, то

34

для повышения качества вторичного пара эти примеси необходимо вывести из поверхностного слоя. Примеси из поверхностного слоя выводятся при помощи перераспределителя 16, соединенного при помощи патрубка 23 с переливной трубой 5.

Насыщенная примесями жидкость через отверстия 24 поступает в кольцевые камеры 20 и 21, а затем через патрубок 23 и-переливную трубу 5 выводится из аппарата. Вывод из масео- обменного аппарата шламов прсжсходит через штуцер 4 вместе с продувочной водой. Вторичный пар отводится в дальнейший технологический процесс через патрубок 6.

вторичный пар

Шг I ,у YI I . . I p i;fiw iu

g

Lzf

JA

1

±

« . Jbf(-A

S-6

го

n

19

Редактор М. Товтин

Составитель А. Тарасов

Техред М.Ходанич Корректор А. Ференц

Заказ 2474/8Тираж 663Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,, ул. Проектная, 4