Тепломассообменный аппарат Советский патент 1986 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к области конструкций пленочных аппаратов для проведения физико-химических процессов с участием жидкой и газовой фаз, например процессов ректификации и абсорбции, и может быть иснользовано в химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения -- интенсификация массообмепа за счет повышения волиообразования жидкостной пленки и турбу.шзации газовой фазы по всей высоте аппарата. На фиг. 1 изображена часть аппарата, продольный разрез; па фиг. 2 - соседние по высоте спиральпые пластины с отражательными перегородками. Агшарат состоит из корпуса 1 с укрепленными на его внутренней поверхности кольцевы.ми карманами 2, соосного вала 3 с установленными на нем с воз.можиосп 10 вращения вокруг вала контактными ступенями 4, выполненными в виде отбортованных, расположенных по спирали пластин 5. витками пластин 5 укреплены наклопные отражательные перегородки 6 иод острыми углами ОС. в верхней кромке пластины о таким образом, что вершины углов направлены к центру спирали. Концы перегородок 6 прикреплены к бортам пластин 5. Между вогнутой поверхностью пластины 5 и обрашенными к ней краями отражательных перегородок 6 имеются зазоры дляпрохода пленки жидкости. Пластины 5 зажаты между радиальными брусьями 7, соединенными между собой штифта.ми 8. Брусья связаны с центральной втулкой 9, выполняющей роль подшипника скольжения контактной ступени 4 на валу 3. Между ступенями 4 на Kopiiyce 1 аппарата размещены переточпые устройства в виде распределительных лотков 10, а на валу 3 - разделительные втулки I1. Аппарат работает следующим образом. В нижнюю часть аппарата подают газ, который, проходя снизу вверх и пересекая ступени 4, набегает на отражательные наклонные перегородки 6 и приводит во вращательное движение контактные ступени, причем ввиду взаимно противоположного наклона отражательных перегорол,ок 6 соседних контактных ступеней 4 последние вращаются в противоположных направлениях. Жидкость подают на каждую вращающуюся контактную ступень но радиальному перфорированно.му лотку 10 из кольцевого кармана 2, которая зате.м попадает в зазоры между витками спирали. Под действием центробежных сил жидкость огбрасывается на внутреннюю поверхность спиральных пластин 5 и течет по ней в виде пленки в направлении паибольп1его радиуса, то есть от центра к периферии аппарата. С вращающейся ступени жидкость сбрасывается на стенки корпуса 1 аппарата и затем стекает вниз в кольцевой карман 2. Через от17 верстие в кармане 2 жидкость поступает на нижерасцоложениый лоток 10, который распределяет ее на другой контактной етупени. Контакт между газом и пленкой жидкости происходит в щелевом пространстве .между витками спиральных пластин 5. Ввиду того, что соседние контактные ступени 4 вращаются в противоположные стороны, закручивания газового потока вокруг оси аппарата не будет происходить, а газовый поток при входе в каждую следующую контактную ступень, т.е. по всей высоте ап 1арата будет из.менять направление закручивания, благодаря чему достигается повышенная турбулизация газовой фазы, что, в конечном итоге, приводит к повыщению эффективности массообмена. 3)ффективность массообмена в предлагае.мом аппарате повышается за счет повышения турбулизации газовой фазы по всей его высоте; упрощается его монтаж и демонтаж. В известных аппаратах устанавливают или извлекают ротор в целом, представляющий собой вал с укрепленными на нем всеми контактными ступенями, что представляет собой трудоемкую и сложную операцию, требующую применения подъемного оборудования. В предлагаемом аппарате монтаж и демонтаж можно проводить, последовательно устанавливая или снимая с неподвижного вала отдельные контактные ступени; уменьщается металлоемкость аппарата за счет уменьщения диаметра вала; повыщается надежность аппарата, так как нагрузка на подщипники одной ступени значительно ниже, чем на подшипники ротора в целом, причем выход из строя любого подщипника или целой ступени не приводит к остановке всего аппарата; исключается необходимость балансировки вращающегося ротора с закрепленными на нем контактными ступенями из-за вращения контактных ступеней в противоположные стороны на неподвижном валу. Кро.ме того, исключается необходи.мость подвода .механическсзй энергии извне, что повышает надежность герметизации аппарата за счет отсутствия сальниковых уплотнений вала. Это дает возможность проводить процессы под давлением, а в уеловиях вакуумной ректификации имеет более глубокий вакуум, что скажется на качестве очищаемого продукта. Формула изобретения 1. Тепломасеообмепный аппарат для контактировапия газа с жидкостью, содержащий вертикальный сорпус, соосный вал с установленными но его высоте контактными ступенями, выполненными в виде отбортованных, расположенных по спирали, пластин с наклонными отражательными перегородками, переточные устройства, расположенные между ступенями, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет повышения волнообразования жидкостной пленки и турбулизации газовой фазы по высоте аппарата, контактные ступени установлены с возможностью вращения вокруг вала, спирали соседних ступеней закручены в противоположные стороны, а перегородки соседних ступеней наклонены в противоположные стороны и образуют с верхней кромкой спиральных пластин угол в 30-60°.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что соседние контактные ступени с одинаковым наклоном отражательных перегородок соединены в пакеты.