Тепломассообменный аппарат Советский патент 1986 года по МПК B01D3/28 

ГчЭ

4:;:

i

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может использоваться для проведения нроцессов абсорбции, выпаривания, также мокрой очистки газов. ЦелЕ)Ю изобретения является интенсификация тепломассообмена и повышение производительности устройства за счет усиления турбулизации газа, увеличения поверхности контакта и у 1еньн)ения брызгоуноса.

На фиг. 1 изображен тепломассообменпый аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Тепломассообмепный аппарат включает корпус 1, контактные трубы 2, размещенные вертикально. Внутри контактных труб по высоте установлены коаксиально турбулизаторы 3, выполненные в виде конуса, размещенного вершиной вверх. На боковой поверхности турбулизатора выполнена поярусно перфорация в виде прорезей 4, размещенных параллельно образующей конуса турбулизатора. На боковой кромке прорезей установлены пластины 5, имеющие одинаковые направления в ярусе. Направление пластин от яруса к ярусу последовательно изменяется па противоположное. В нижнем основании контактной трубы 2 и турбулизатора 3 жестко размещена между ними кольцевая перегородка 6, перфорированная отверстиями 7, размещенными равномерно по окружности. В отверстиях перегородки жестко установлены теплообменпые трубки 8 своим вер.хним концом таким образом, что штуцер 9 подвода газа расположен выше нижнего конца теплообменных трубок.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Газовый поток поступает в аппарат через щтуцер 9, обтекает теплообменные трубки 8, при этом нагревается за счет тепла жидкости, протекающей с кольцевой перегородки 6 через перфорированные отверстия 7 внутри теплообменных трубок 8 вниз аппарата. Размещение штуцера 9 выше нижнего конца теплообменных трубок 8 обеспечивает турбулентное обтекание трубок, что интенсифицирует теплоотдачу. После прохождения теплообменных трубок 8 газовый поток направляется в контактные трубы 2, входит в турбулизатор 3 и через прорези 4 в рабочий объем контактной трубы. Поступление газа из турбулизатора 3 осуществляется по всей высоте контактной трубы 2, поэтому расход газа увеличивается по высоте устройства. Благодаря тому, что турбулизатор 3 выполнен в виде кокуса, размещенного верщиной вверх, обеснечивается возрастание кольцевого проходного сечения газа по высоте контактной трубы. При движении возрастающего количества газа в условиях увеличения ггроходпого сечения обеспечивается одинаковая скорость газа и устраняется неравномерность тепломассообмена по высоте контактной трубы. Газ, выходя из прорезей 4, закручивается посредством однонаправленных пластин 5. Перемещаясь снизу вверх, поток, закрученный в первом ярусе, взаимодействует с потоком

из второго яруса, закрученным в противоположную сторону. В результате взаимодействия таких потоков образуется высокотурбулизированный ноток газа с высоким значением пульсационной составляющей

скорости. Благодаря этому происходит турбулизация поверхности стекающей пленки жидкости, что увеличивает коэффициент теплоотдачи, диффузии на границе раздела фаз и, следовательно, интенсифицирует процесс тепломассообмена. Часть жидкости при этом с поверхности стекающей пленки жидкости диспергируется в поток, обновляя поверхность контакта фаз. Продвигаясь с потоком газа вверх, капли жидкости вовлекаются во врап.1ательное движение, образуемое газом, выходящим из третьего яруса турбулизатора. Капли жидкости при этом сепарируются на стекающей пленке под действием центробежных . Закрученный газовый ноток, освобожденный от капель жидкости, продвигается по высоте контакт5 ной трубы, и процесс взаимодействия потоков повторяется. Таким образом, движение газа по высоте в рабочем объеме контактной трубы происходит по зонам: закрученный поток - высокотурбулизированный поток (смешение потоков противоположной крутки) - закрученный поток. При этом на выходе из контактной трубы движение газа закрученное, что создает условия для центробежной сепарации жидкости и, следовательно, уменьшает брызгоунос и повы1нает производительность аппарата.

Применение конического турбулизатора позволяет обеспечить постоянство скорости газа в контактной трубе и, следовательно, равномерность тепломассообмена по высоте. Поярусное перфорирование прорезями с однонаправленными пластинами, и.меющими противоположное направление в соседних ярусах, позволяет значительно турбулизировать газовый поток, что интенсифицирует процесс тепломассообмена. При этом в аппарате имеются зоны центробежной сепарации, что у.меньшает потерю продукта с брызгоупосом, осуществляется организованный отвод продукта посредством теплообменных трубок, что позволяет использовать тепло продукта для нагрева поступаюнлего газа и, следовательно, увеличивает полезную поверхность теплообмена в аппарате без увеличения его высоты.

55Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, включающий корпус с контактными трубками, раз

Изобретение относится к аппаратам химической технологии для проведения процессов абсорбции, выпаривания, мокрой очистки газа. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с контактными трубами, внутри которы.х помещен перфорированный турбулизатор в виде конуса вершиной вверх, перфорация выполнена поярусно в виде прорезей, параллельны.х образующей, с однонаправленными наружу пластинами, с противоположным направлением в соседних ярусах. Контактная труба и турбулизатор соединены перегородкой с отверстиями, в которых установлены теплообменные трубки, а штуцер подвода газа размещен выше нижнего конца теплообменных трубок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л