Аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания Советский патент 1987 года по МПК B01D3/32 B01D53/18 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассопереноса, протекаюндих в системе газ-жидкость, таких как абсорбция, хемосорбция, осушка, охлаждение и мокрая пылеочистка.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет увеличения зоны контакта.

На фиг. 1 показан аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - секционирующая пере- городка, поперечный разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1, снабженный тангенциально установленным патрубком 2 для ввода газа (пара), патрубком 3 для вывода очищенного газа, патрубками 4 и 5 для ввода жидкого поглотителя и патрубками 6 и 7 для отвода отработанной жидкости.

Над патрубком 2 установлен кольцевой желоб 8, прикрепленный к стенке корпуса 1. В днище кольцевого желоба 8 над патрубком ввода газа выполнена щель 9.

Над кольцевым желобом 8 расположен коллектор 10, соединенный с патрубком 4 для ввода жидкости. Коллектор 10 снабжен отводящими патрубками 11, под которыми размещены распределительные устройства, выполненные в виде патрубков 12 с отбойным диском 13 и кольцом 14. Отбойный диск 13 расположен с кольцевыми щелями 15 и 16 по отношению к нижнему торцу патрубка 12.

Кольцо 14 прикреплено к верхнему торцу патрубка 12 и размещено с кольцевым зазором по отношению к нижнему отЕЮдящему патрубку 11.

Над кольцевым желобом 8 установлены разделительные перегородки 17, нижняя часть которых с одной стороны снабжена козырьками 18, установленными под углом а 30-90°.

В верхней части корпуса 1 расположена дополнительная зона очистки газа, выполненная в виде тарелки 19, над которой установлен коллектор 20 с патрубками 21. Коллектор 20 соединен с патрубком 5 для ввода жидкости.

Под нижним торцом парубков 21 установлен отбойный диск 22 с щелями 23.

Пространство над тарелкой 19 между патрубками 21 разделено секционирующими перегородками 24.

Корпус 1 снабжен сепарационными кольцами 25, расположенными над отбойными дисками 13 и 22.

Тарелка 19 состоит из кольцевого жело- ба 26, переточных каналов 27 и проемов для прохода газа (пара).

Отводящие патрубки 11, патрубки 12 с отбойными дисками 13 и кольцами 14 образуют распределительные устройства.

Аппарат работает следующим образом.

Загрязненный газ через патрубок 2 поступает в корпус 1 аппарата в пространство, расположенное под кольцевым желобом 8.

0

5

0

5

0

5

5

0

Тангенциальное установление патрубка 2 придает вращательное движение газовому потоку.

Основной поток жидкого поглотителя поступает через патрубок 4 в коллектор 10, а из него в распределительные устройства, откуда через кольцевые щели 15 и 16 вытекают в виде кольцевых струй. Часть жидкости из этих кольцеЁых струй движется в направлении стенки корпуса 1, достигнув которой, она стекает в кольцевой желоб 8.

Другая часть жидкости, вытекающая из кольцевых щелей 15 и 16, движется в направлении разделительной перегородки 17. Жидкость, попав на поверхность разделительной перегородки 17, направляется частично в кольцевой желоб 8, а в основном она стекает в виде пленочной завесы, движущейся вертикально вниз во внутреннее пространство кольцевого желоба 8.

Другая часть жидкости, движущаяся по левой стороне разделительных перегородок 17, поступает на козырьки 18, с помощью которых она приобретает определенную направленность в сторону кольцевого желоба 8, достигнув которого, она стекает в его вну т- реннее пространство, откуда через щель 9 стекает в нижнюю часть аппарата, орощая внутреннюю поверхность стенки корпуса 1 на участке, прилежащем к патрубку 2 ввода загрязненного газа.

Загрязненный газ, поступающий через тангенциально установленный патрубок 2, движется вдоль стенки корпуса 1 в пространстве под кольцевым желобом 8. За счет действия центробежной силы твердые частицы во вращающемся газовом потоке движутся в направлении орошаемой жидкостью стенки корпуса 1 через щель 9 в днище кольцевого желоба 8.

Движущ,ийся газовый поток по спирали в пространстве под кольцевым желобом 8 контактирует с жидкостью, стекающей с нижнего торца разделительной перегородки 17 вертикально вниз (фиг. 3), пронизывает пленочную завесу, а затем газ контактирует с жидкостью, стекающей с козырьков 18 в виде пленки, направление движения которой совпадает с направлением движения газового потока.

Контактирование движущейся пленочной струи осуществляется в прямотоке с движущимся газом по спирали, при этом жидкостная плоская струя «поддерживается поворачивающимся потоком газа.

Дальнейшее контактирование поднимающегося вверх газа осуществляется с кольцевыми пленками, образующимися при истечении из кольцевых щелей 15 и 16.

Угол HatuioHa козырьков 16 влияет на траекторию полета жидкостной струи,зависит от расстояния их от верхнего торца кольцевого желоба 8 и находится в пределе а 30-90°. Максимальное значение угла а 90° соответствует минимальному расстоянию до верхнего торца кольцевого желоба 8.

Минимальное значение угла соответствует максимальному расстоянию от козырька до верхнего торца кольцевого желоба 8.

Дополнительно газ очищается или охлаждается во второй (дополнительной) ступени контакта фаз, состоящей из тарелки 19, коллектора 20 с патрубками 21 м отбойными дисками 22. В патрубок 21 жидкость поступает через патрубок 5 и коллектор 20. Контактирование фаз осуществляется путем взаимодействия кольцевой пленки, обраованной при истечении из кольцевых щелей 23, с под- .нимающимся газом.

Проконтактировавщая жидкость стекает по секционирующим перегородкам в переточные желоба 27, из которых она направляется в кольцевой желоб 26, а из него через патрубок 7 выводится И3:аппарата. Сепарация двухфазного потока вблизи стенки корпуса 1 обеспечивается путем отрыва газа при проходе его через сепарационные кольца -25.

Отработанную жидкость из нижней части корпуса 1 удаляют через патрубок 6, а очищенный газ выводится через патрубок 3.

Интенсификация процесса тепломассопе- реиоса и мокрого пылеулавливания осуществляется путем увеличения зоны контакта фаз и организации направленного движения.

Зона контакта увеличена за счет ороще- ния внутренней стенки корпуса аппарата, образования вертикально стекающих жидкостных струй с нижних торцов с одной сто- роны разделительных перегородок 17, а также образования пленочных завес, стекающих с другой стороны разделительных перегородок 17 на козырьки 18.

Кроме того, интенсификация процесса п тепломассопереноса осуществляется в верхней части аппарата на дополнительно установленной тарелке путем взаимодействия поднимающегося газа с кольцевыми пленками жидкости, образуемыми при ее истечении из кольцевых щелей 23.

Формула изобретения

Аппарат для тепломассообмена и мокрого пылеулавливания, включающий корпус с тангенциально установленным патрубком ввода загрязненного газа, патрубком ввода

0 жидкости и патрубками вывода очищенного газа и отработанной жидкости и распределительные устройства, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет увеличения зоны контакта, он снабжен кольцевым желобом с щелью, расположенной

5 над патрубком ввода газа, и размещенными над желобом разделительными перегородками с козырьками, установленными в нижней своей части с одной из сторон по ходу движения газа.

5

Фиг.1

(Pu2.-d

27

20

26

27

Фиг А

Изобретение относится к аппаратурному офор.млению процессов тепломассопере- носа, протекающих в системе газ-жидкость, таких как абсорбция, ректификаци.я. охлаждение и мокрая пылеочистка, и позволяет интенсифицировать процесс тепло- массопереноса за счет увеличения зоны контакта фаз. Устанавливают кольцевой желоб 8 с щелью 9, располагая над патрубком 2 для ввода загрязнепного газа. Над желобом 8 размещены распределительные перегородки 17 с козырьками 18, установленными в нижней части перегородки с одной стороны по ходу двжения газа. 4 ил. Х1-/1 о 18 (Л со .j: с