Массообменный аппарат Советский патент 1988 года по МПК B01D3/32 B01J19/00 

д;;: го

О5 05

о

00

Изобретение относится к реакционному оборудованию д, 1я проведения различных химических превращений в системах газ- суспензия, газ - жидкость. Цель изобретения - повьпиение производительности аппарата за счет оптимизации гидродипампческой обстановки во внутреннем цирку. 1яционпо.1 контуре. Д ассообмепнь Й аппарат С1)держит кор- иус, пиркуляиио1П1ую трубу пз соосно расположенных обечаек, частично нерекрываю- nuix друг друга но высоте, газорасиреде- лители, устройство для ввода газа, конусные э. 1ементы, частично перекрывающие кольцевой зазор .между циркуляционной трубой и корпусом, с радиальными ребрами, уасноложенными на внутренне ; поверхности конусных элементов, н технологические штуцера. 1 ил.

IV

i Изобретение относитеи к оборудованию рля осунюс гвления различных химичееких liipeBpaiRciiHH в системах газ-- суспензия, |газ- жидкость н может быть исислтьзовано в химической и неф 1 ехимичеекой отраслях

ТФОМЫ1ИЛС11НОСТИ.

: Цель изобретения иовьнисние нроиз- дихтителыюсти аниарата за счет устранения люиадания газовых иузырьков в ци|жуля- iimoiHiyio трубу и paiiHOMepiioro газоеодержа- щия но всей высоте барботажной зоны, i На чертеже представлен аинарат, иро- (дольиый разрез.

I Аииарат еодержит кориуе .центральную I циркуляционную т)убу, выполненную из ко- 1 ротких обечаек 2, которые смонтированы ио i отношению дру|- к другу с зазором, газо- раснреде;1ители 3, явля10Н1иеся также тенло- обмениыми :).. 1емеитамн, расположенные снаружи каждой обечайки, устройство для ввода газа 4, расноложе1Н1ое в донной части аниарата, неремеишваюнюе ycTpoi icTBO п, но- мешенное в верхнюю обечайку циркуляциои- ной трубы, конусные элеме1ггы 6, расноло- женные над каждой из коротких обечаек 2. образующих циркуляционную трубу, Hrryiiep 7 для выхода г аза, штуцер 8 для иода- чи исходных KOMiiorieirroB и Н1туцер 9 для вывода целевого продукта. На внутренней ио- верхности конусных элементов 6 раеноло- жен|5| радиальные ребра К). Конусный элемент 6 над верх|-1ей обечайкой 2 установлен но отио1нению ; ней с зазором 11.

AiuiapaT работает с;1едуюн1им образом.

Р.сли расход газового реагеита обесиечи- вает достаточно эффективиое иереме1нива1н-1е реакционной еред1)1, то аннарат может работать без неременшваюшег О устройства. В этом случае жидкий peai cirr ноетоянно или нериод,ически иодается. в аннарат через нп у- цер 8. Газовый реагент вводится в аннарат ноетоянно через барботер 4. В цевом зазоре .у цирку;1яционной трубой и корнуеом образуется газожидкостная смесь в то время как в .:|янио11ной трубе находится жидкость. За счет разности плотностей жидкоети и газожг;дкоетиоГ| смеси в аииарате возникает замкнутая внутренняя цирку;1Яция реакционной емеси. Равномерное газоеодержа1Н е ио всей высоте барботажной зоны обеенечивается газораснреде- лительными э. 1ементами. Так как циркуляционная труба еостоит из соосио-расноло- женных коротких обечаек 2, то номимо об- ш,его циркуляционного контура в аппарате образуются .1ока;1ьные циркуляционные контуры вокруг каждой из коротких обечаек 8. Чтобы уменьнпп ь захват газовых пузырей барботажно - в цирку. ишион- ную, над каждой из коротких обечаек 2 установлен э.теме1гг 6, вьн,,-1ненньн в виде усеченного конуса, наиравленного Н1ирокнм оенованием вверх. Каждг.н. к(И1усн)1Й элемсмг , 6 перекрывает барботажную ;-;ону частично.

5

5

г

0 .р

Q 55

5

0

45

На чертеже показаны два варианта исполнения конусных элементов: со сплошной конусной новерхностью и с частично перфорированной 12. Выбор варианта исполнения зависит от способа установки элемента 6 и его крепления относительно корпуса 1 и обечайки 2. Конусный элемент 2 оттесняет | азожидкостный ноток от циркуляционной трубы к нериферии. На внутренних поверхностях конусных элементов 6 расположены ребра 10, являющиеся успокоителями потока. Число ребер, расстояние между ними и их вы- еота выбираются из условия создания в радиальных каналах ламинарного режима течения жидкости для обеспечения отделения газовой фазы от жидкой. Таким образом, обеспечивается понада1ше в циркуляционную трубу только жидкой фазы.

Если расход газа недостаточен для обее- нечения требуемого режима перемешивания или расход газового реагента по высоте аппарата уменьшается в результате протекающей химической реакции, то реактор целесообразно снабдить перемен1иваюн1им устройством 5, выполненным в виде осевого насоса. В этом случае отбортованная часть верхнего конусного элемента 6 может быть выполнена в виде нанравляюшего диффузора и устаиовлена с зазором 11 но отношению к короткой обечайке 2. Наличие зазора 1 1 обеспечивает доно.тнительный подсос жидкости из барботажной зоны. Нред- лагаемая схема циркуляции жидкости обеспечивает достаточцо высокие скорости омы- вания газожндкостной средой тен.:1ооб- менных поверхностей корг.уса (на чертеже рубашка уеловно не показана) и ветроенных элементов. Целесообразно газораспределители 3 выполнять в виде тенлообменных элементов, например труб, по которым нро- кодит теплоноснтс; Ь, а зазоры между труба- Mi елужат для рае1 реде. газа.

Таким обра:юм, предлагаемый аннарат позволнт новыпггь производительность за счет оптимизации гидродина.мичеекой обста- повки во вну1 реннем цирку.тяционном контуре.

Формула изобретения

Массообменный -аниарат по авт. св. .9 1286231, отличающийся тем, что, с целью цовьнпения нроизводительноети аппарата за счет устранения попадания газовых пузырьков в циркуляционную трубу и равномерного | азосодержания но всей высоте барботажной зоны, он снабжен конусными элементами, частично перекрывающими кольцевой зазор между циркуляционной трубой и корпусом и размещенными над соосно расположенными обечайками, нри этом внутренняя поверхность конусных элементов выполнена с радналыш расположенными ребрами, а га- зораенределители выполнены в виде тепло- обменш;1х элементов.