Вихревое сепарационно-контактное устройство Советский патент 1988 года по МПК B01D3/26 

Изобретение () 1нос Г1ся к иммо-, масч ооб- меиной технике и можег , применено для разде.чеиия газожидкосгиых смесей с конденсацией иароЕЗ легколетучих жидкостей и принудительным отводом н.ш иодачей сконденсированного ком ионе гга.

Цель изобретения - рае;ниреиие диапазон:- рабочих характеристик уетройства за Счет повьинения эффективности тепло-, мас- с|ообмена путем рациональной организации Движения потоков по аппарату, снижение Знергетичееких затрат за счет улучшения взаимодействия жидкости с материалами (Конструкций этого устройства и газом. На фиг. 1 изображена принциииальиая ёхема иредлагаемого устройства; на фиг, 2 -- ;)аснределительная камера с направляющим i|oHyeoM, разрез; на фиг. 3 - то же, общий Йид; на фиг. 4 - фрагмент направ- ,:)яюц1.его конуса.

I Устройство содержит цилиндрический кор- ijiyc 1 и сооеные натрубки для входа raja 2 с расположепным в нем завихрите- фем 3 и выхода газа 4 с расположен- йыми в нем сепаратором 5 и отсекате- лем 6. Патрубки для отвода конденсата расположенных на трех уровнях: верхний патрубок 7 предназначен для исключения перелива жидкости из камеры 8 в рабочее пространство коллектора 9. Патрубок 10 обеспечивает отвод основной части конденсата, патрубок 11 служит для регулирования уровня жидкости в аппарате при избытке поеледней. Стенками корпуса 1 и кол.чектора 9 с патрубками 12 для прохода рабочей жидкости образована приемная камера 8, которая служит для накопления части уловленно1-о конденсата. Коллектор 9 для ноддержания крутки и скорости газа по высоте аппарата иостояиными выполнен неременного сечения ио выеоте. В нижней части коллектор 9 жестко ирикренлеи к корпусу, а в верхней части соединен с орг а- ном 13 для регулирования зазоров путем сжатия или растяжения ко.члектора 9, вы- иолнен(юго из упругого и смачиваемого конденсатом материала с зазорами 14 .между витками, изменяюни мися но высоте коллектора. Приемная камера 8 соединена с полостью коллектора трубкой 15, на конце которой установлена распределительная камера 16. Нижнее основание 17 камеры выполнено проницаемым, например норислым или перфорированным, а под этим основанием расположен усече1П1ЫЙ конус 18, поверхность которого выполнена просечной, а зубья 19 просечки отогнуты в направлении движения жидкости. Устройство рас- нределительной камеры с проницаемым нижним основанием предназначено для равномерного распределения жидкости по поверхности усеченного конуса 18, а новерх- ность усеченного конуса просечной и с отогнутыми зубьями для объемного орО1нення газа.

Устройство работает следующим образом. При больших расходах, т. е. когда еко- рость газа составляет 8-10 м/с и выше, газ, содержанхий пары легкоиспаряющейся жидкости, подается на вход в устройство через патрубок 2. Приобретая врашатель- ное движение при прохождении через За- вихритель 3, газ (пар) контактирует с охлаждаемой рабочей жидкостью поверх- поетью коллектора 9, выполненной в нижней

0 его части без зазоров и смачиваемой конденсатом. Скапливаясь на коллекторе, за счет высокой скорости движения газа, конденсат пленкой поднимается по стенке коллектора и достигает шелей небольшого размера между витками коллектора.

Заполняя эти щели под действием капиллярного давления, а также центробежного, конденсат отводится в накопительную камеру. Малая пропускная способность нижних нгелей и ностоянное их заполнение

Q конденеатом препятствует проникновению газа в приемную камеру 8. Остальная часть выделенного конденсата в виде пленки двигается вверх по коллектору и постепенно отводится в приемную камеру 8. По мере увеличения размера Н1елей газ начи5 нает проникать вверх приемной камеры 8, поддавливая накопившуюся там жидкость. При большом объеме конденсата, пос.пед- ний отводится через сепаратор п. а дав- леиие газа передается в камеру 8 черсч nie- ,ти сепаратора 5 и отсекателя 6. Очи - (ценный (осушенный) газ выводится из аинарата через патрубки 4, а конденсат, у. ювленный в устройстве, распре. хеляепя нс) соединительной трубке 15, но KOTOPOII он направляетея в ороеите;1Ь, а также через патрубок 10 отводится из агщарата д,1Я дальнейн его испо.чьзования. Кондеж и-г. скопившийся в приемной камере 8. ио трубке 15 подается в раснределнте.чьную камеру 16, из которой через пропинаемое ociio- вапие 17 равномерно растекается по усео ченному конусу 18. Конструкции иосле,;- него и, в частности, просечная -:(-1нр ИОСТЬ с зубьями 19 позволяет JVIRI-IJMI - ;.

по объему аппарата opoinaib прострпи1--|Я) и подавлять (улавливать) образ()п; В1пи;|ся от переохлаждения газа туман. На масти5

0

цы последнего не действует центрооежная

сила и он распределен в объеме. Орошение этого способствует осаждению гума- на на каплях переохлажденной жидкости. Капли, подхватываясь потоком, В{)зврг1пь иот- ся в пленку конденеата. Кроме того, наличие снособствует улавливанию мелких канель, срывающихся с гребней пленки. Стабильность орон1ения обеспечивается устройством патрубков для слива конденсата в трех уровнях. Через натру- бок 10, ноддерживающий уровень конденсата в приемной камере 8. отводится основная часть конденсата, а для того, чтобы в трубку 15 конденсат поступал в количестве, необхо лимом для орошения, нижнее основание камеры 16 имеет проницаемое основание. Для нредотвращения перелива конденсата в коллектор патрубок 7 выполнен болыним, чем патрубок 10, что обеспечивает широкий диапазон устойчивой работы устройства при образовании избытка конденсата. В этом же случае отвод части конденсата через патрубок 11 не только обеспечивает устойчивую работу устройства но и дает возможность регулирования уровня конденсата в приемной камере 8. Выполнение направляющего конуса несмачиваемым конденсатом обеспечивает его капельное распределение, так как по несмачиваемому материалу жидкость стекает каплями. Капельному же распределению способствует и наличие просечки с зубьями. При малых расходах (скорость газа (пара) менее 8-10 м/с) газ конденсируется по всей поверхности змеевика, а пленка движется вниз. Благодаря тому, что коллектор выполнен смачиваемым, а в нижней части его расположены капиллярные щели конденсат через последние, благодаря капиллярному давлению, засасывается и стекает в приемную камеру 8. При недостатке конденсата на орон1ение для улавливания тумана уровень последнего может поддерживаться путем подачи легкоиспаряющейся жидкости через патрубки 10, 11. В этом случае устройство может работать в режиме предотвращения потерь легкоиспаряюнюгося компонента путем его циркуляции между устройством и аппаратом, из KOTopoi o этот компонент поступает.

При диф(})узионно 1 расходе, (скорость газа (пара) 0,1 м/с и менее) устройство будет работать эффективно и без opoHie- 1П1Я только за счет конденсации. При образовании тумана в устройство может быть подана жидкость для .

5

0

5

5

Применение изобретения позво.шт получить значительный KoiioNuiiiecKitii эс{)фект от сокращения потерь из резервуаров при закачке в них легкоиспаряющихся (н-те1 1. например нестабильного катализата.

Формц.ю п лопрстснпя

Вихревое сепарациоино-контактное устройство, содержащее цилиндрический корпус и соосные патрубки для входа газа с за- вихрителем и выхода газа с сепаратором и отсекателем д.чя слипа конденсата, прп- емную камеру, образованную стенками корпуса и сепарационного стакаиа-кол.чек- тора, выполненного в виде змеевика из упругого материала с патрубками д.чя прохода рабочей жидкости, причем одии конец коллектора жестко закреплен с корпусом, а другой соединен с органом Х гу.1Ироваиия зазоров между витками. соеди1ппе.1ьну1п трубку, соедиияюи1ую приемную камору и пп- лость коллектора, усеченный конус с зубчатыми краями, отличающееся тем, что, с целью раси)ирения диапазона рабочих характеристик ycTpoiicTBa за счет иовьпиения эффективности тепломассообмена путем рациональной организации движения потоков по аппарату, снижепия эиергетических затрат за счет улушиеиия взаимоде11ствия жидкости с материалом конструкций этого устройства и газом, коллектор по высоте выполнен неременного диаметра с зазорами между его витками переменного размера, соединительная трубка снабл сна установленной на ее KOHiie распределительной камерой, нижнее основание которой выполнено проницаемым, а поверхность усеченного конуса вьпю.,1нена с просечками, зубья которых отогнуты в направлении движения жидкости, при этом змеевик выполнен из смачиваемого жидкостью материала, а усеченный конус - из несмачиваемого материала.

Фиг. I

15

19

(pus. г.

Изобретение относится к области тепло-, массообменной техники и может найти применение для разделения газожидкостных смесей путем сепарации и конденсации паров легколетучих жидкостей при осушке газа, а также при разделении газожидкостных смесей, содержащих быстро- застывающие компоненты. Цель - расши-- рение диапазона рабочих характеристик устройства и снижение энергетических затрат на процесс очистки. Вихревое сепарационно-контактное устройство содержит цилиндрический корпус; соосные патрубки, один для входа газа с расположенным в нем завихрителем, а другой для выхода газа с расположенными в нем сепаратором и отсекателем; патрубки для слива конденсата, расположенные в двух уровня.х; приемную камеру, образованную стенками корпуса и сепарационного стакана-коллектора, выполненного в виде змеевика из упругого материала с патрубками для входа и выхода рабочей жидкости, причем один конец коллектора жестко скреплен с корпусом, а другой соединен с органом регулирования величины зазоров между витками; соединительную трубку, соединяющую приемную камеру и полость коллектора, а также усеченный конус с зубчатыми краями. Коллектор по высоте выполнен переменного диаметра, на конце соединительной трубки установлена распределительная камера, нижнее основание которой выполнено проницаемым, а поверхность усеченного конуса выполнена с проселками, зубья которых отогнуты в направлении движения жидкости. 4 ил. i СЛ 4 ОО

13

18