Вихревой тепломассообменный аппарат Советский патент 1987 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к конструкции вихревого массообменного аппа-г рата и может найти применениб; в химической, нефтехимической отраслях промышленности, в процессах абсорбции и ректификации,

Целью изобретения является уве- : ичение эффективности массообмена за счет снижения брызгоуноса и обеспечения надежности сбора отсепариро- ванной жидкости и равномерного орошения контактной части.

На фиг.1 изображен контактный элемент вихревого тепломассообменно- го аппарата, вид спереди; на фиг.2- то же, вид сбоку; на фиг,3 - компановка контактных элементов в корпусе аппарата в изометрии; на фиг.4:- вид А на фиг.З; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.З.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором по винтовой линии размещены контактные элементы в виде переливных коробов, состоящих из вертикальных участков, выполненных в виде пластин 2 с кап- леуловителями 3, и клиновидных участков 4, установлеиньЕх под углом с/ к оси аппарата. Каплеуловители выполнены в виде полостей 5, расширяющихся в средней части поперечного сечения, сужающихся к концам и открытых навстречу движения газожидкостного потока. Каплеуловители сообщаются с клиновидными участками, которые жены козырьками 6, укрепленными на верхней поверхности и направленными против хода газа. Козьфек контактного элемента образует с верхней поверхностью предьщущего элемента полость 7 для сбора и стенания пленки жидкости. На нижней поверхности клиновидных контактных элементов рас положены распределители 8 жидкости. Распределители могут быть выполнены в виде щелей,, прорезей, отверстий или просечек. Распределители снабжены отбойниками 9 газа, установленными перед распределителями по ходу газа, и 10 жидкости, установленными за распределителями. Контактные элементы снабжены втулкаж 11, погред- ством которых они укрепляются на общей оси 12. Контактные элементы установлены с зазором 13 между клино- ушднымн участками. Клиновидные ушст ки мог ут располагаться как миД лом к горизонтальной плоскости в сп333582

ответстии с шагом винтовой линии, так и горизонт;ально. При этом наклон d к оси аппарата сохраняется.

Аппарат работает следующим обра ЗОИ.

Жидкость попадает в верхние контактные элементы, вытекает через рас- првдепители 8 на нижней стороне кли1Q новидных участков и диспергируется скоростным закрученным газовым потоком, движущимся по винтовому каналу, образованному, элементами. На капли в закрученном газовом потоке действуют

15 центробежные силы, отжимающие их к стенке аппарата

На стенке аппарата капли образуют пленку, которая газовым потоком загоняется в полость 5 каплеуловите20 ля 3 через узкую щель 14. Из капле- уловителя жидкость стекает в клиновидные участки контактных элементов, из которых через распределители 8 попадает в газовый поток и вновь

25 диспергируется, но уже ниже первоначального места. Это достигается подбором скорости газа и расположением мест истечения и сепарации, обеспечивающих угловую траекторию

30 полета капель от места истечения до места сепарации, не превьплающую 360 . Таким образом, при прямоточном взаимодействии газа с жидкостью в пределах одного витка винтового ка- на,па в целом по аппарату осуществляется противоток.

При истечении жидкости из распределителей 8 отбойники 9 газа исключают воздействие газового потока на

Q струю жидкости в месте истечения, чем обеспечивается равномерность выхода жидкости, а отбойник 10 жидкости препятствует растеканию жидкости по нижней поверхности клиновидных

g участков. Этим обеспечивается попадание диспергированной жи,цкости в скоростной газовый поток, где происходит процесс тепломассообмена и последующей сепарации.

Жидкость, попавшая на винтовую поверхность, образованную верхними плоскостями клиновидных участков, транспортируется по н ей газом до полостей 7 под козьфьками 6. В этих полостях пленка теряет скорость и стекает на нижележащий поток через зазор 13 между юшновидными участками элементов. Стекание пленки через зазор происходит по всей его длине.

50

55

чем обеспечивается равномерность орошения винтового канала.

пластины 2 соседних контактных элементов устанавливаются внахлест по ходу газа и сверху вниз. Это исключает попадание жидкости на стенку цилиндрического корпуса и ее провал вниз без контактирования с газом.

Отсепарированная жидкость попадает Q ности клиновидных участков, обеспев каплеуловитель через зазренную и открытую навстречу движению газожидкостного пото.ка часть полости. Зауженный входной участок позволяет проходить в каплеуловитель отсепа- рированной жидкости, но ограничивает попадание газового потока. Расширение в средней части полости капле- уловителя исключает в случае попада- .ния газового потока возникновение обратных токов газа, выносящих жидкость из каплеуловителя и приводящих к вторичному уносу жидкости. Чтобы каплеуловитель предыдущего контактного элемента не препятствовал попаданию отсепарированной жидкости в каплеуловитель следующего элемента, полости каплеуловителей выполнены также сужающимися к концу, расположенному по ходу движения газа.

Таким образом, вьтолнение каплеуловителей в виде полостей, расширяющихся в средней части, суживающихся к концам и открытых навстречу движения газожидкостного потока, обеспечивает надежный сбор отсепарированной жидкости и увеличивает эффективность массообмена за счет снижения вторичного уноса.

Отбойники газа ограничивают воздействие скоростного газового потока

на струю жидкости в месте ее истечения из распределителя, обеспечивая таким образом равномерность процесса истечения. Отбойники газа не препятствуют процессу диспергации жидкости после ее выхода из распределителей. Отбойники жидкости не позволяют жидкости растекаться по нижней поверх

чивая ее попадание в газовый поток.

Установка контактных элементов с зазором между клиновидными участками приводит к стеканию пленки жидкости на нижележащий виток по всей длине клиновидного участка.

Отбойники газа и жидкости и зазоры между элементами способствуют равномерному орошению объема винтового канала, увеличивая таким образом эффективность массообмена.

25 Формула изобретения

Вихревой тепломассообменный аппарат по авт.св. № 1301430, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности массообмена за счет обеспечения надежного сбора отсепарированной жидкости и равномерного орошения контактной части, кап- леуловители вьшолнены с поперечным сечением, расширяющимся в средней части и сужающимся к концам, распределители жидкости снабжены отбойниками и пластины с каплеуловителем каждого контактного элемента установлены с зазором между клиновидными участками.

.33358

фиг. г

8идА

Г4 5

CPU г А

Изобретение относится к конструкции вихревого тегшомассообменного аппарата и может быть использовано в процессах абсорбции, ректификации, а также мокрой пылеочистки. Целью изобретения является повышение эффективности за счет обеспечения надежного сбора отсепарированной жидкости и равномерного орошения контактной части. Вертикальные участки контактных элементов параллельны стенке аппарата 1 и состоят из пластин 2 с каплеуловителями 3. Клиновидные участки элементов 4 установлены под наклоном к оси аппарата и имеют распределители жидкости и козьфь- ки 6. Каплеуловители 3 выполнены с поперечным сечением, расширяющимся в средней части и сужающимся к концам. Распределители жидкости снабжены отбойниками. Пластины с каплеуловите- лем каждого контактного элемента установлены с зазором между клиновидными участками, 5 ил. i СЛ 7 г З со со со со СП 00 К)

ж.

Редактор Э.Слиган

Составитель С.Баранова Техред И.Попович

Заказ 3863/6 Тираж 656Подписное

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

Корректор А.Ильин