Тепломассообменный аппарат Советский патент 1988 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к тепло- массообменным аппаратам, в частности к контактным теплообменникам с активной насадкой, используемым в тепло- энергетике, химической, нефтехими- , ческой и других отраслях промьшшеи- ности, кроме того, оно может быть примененно для очистки отходящих газов

Цель изобретения повышение степени осушки парогазовых потоков и экономичности процесса о

НА чертеже изображено предлагаемое устройство. .

Тепломассообменный аппарат состоит из гщлиндрическЬго корпуса 1 с патрубком 2 тангенциального подво да газов. По окружности нарулсного ц1-шиндра размещены форсунки 3 для подачи орошающей жидкости. Орошаемая активная насадка А состоит из вертикальных профилированных труб 5 и охлгикдаемого колсуха 6 „ Между трубами 5 орошаемой активной насадки 4 ус- тановлены перегородки 7 Неорошаемая насадка 8 состоит из центральной трубы 9, внутри которой размеще-л ны профилированные трубы 10, омьша емые охлазкдающей водой, В нижней части трубы 9 по периметру размещены отверстия 11 для отвода воды из ко жуха 12 неорошаемой насадки 8 Подвод холодной воды осзпцествляется .через патрубок 13, а отвод нагретой через патрубки 14, размещенные по периметру корпуса. Нижняя часть кор пуса 1 выполнена в виде воронки 15 для сбора орошающей жидкости, конденсата и уловленных частиц потока. Газоотводящий патрубок 16 находится в верхней части аппарата. Между корпусом 1 и кожухом 6 имеется кольцевой зазор 17.

Тепломассообменньй аппарат рабо тает следукщим образом.

Охлаждаемый парогазовый поток с содержианием твердых и газообразных компонентов поступает в тепло- массообменный аппарат по патрубку 2 С помощью форсунок 3 в парогазовый поток распыляется орошакщая жидкость, имеющая в своём составе сор- .бент с концентрацией Y В верхней части аппарата происходит частичное улавливание твердых частиц, находящихся.в газовом потоке, за счет Цен тробеж.ных сил о Часть форсунок 3 направлена на корпус 1 аппарата для

смыва уловленных частиц Жидкость с частицами по стенке корпуса 1 через кольцевой зазор 17 между корпусом 1 и о слалодаемым кожухом 6 стекает в воронку 15, Газовый поток с частично испарившейся жидкостью поступает в профилированные трубы 5, где происходит дальнейшее улавливание твердых .частиц и их смыв орошающей жидкостью и конденсатом в воронку 15, При соприкосновении парогазового потока с холодными стенками труб 5 теплота передается охлалодающей воде, вода нагревается, а на поверхности труб конденсируется влага. После орошаемых поверхностей охлажденьше газы поворачив аются на 180 и проходят внутри пеорошаеьгык 1.фоф -широ™ ванных труб 10о На трубах осуществляется дальнейшая конденсаид я влаги, так как температура стенок труб 10 нилсе, чем труб 5,, вви,цу более низкой температуры охлаждакщей воды Охлаждающая вода поступает через патрубок 13 в верхнюю часть неорошаемой насадки, омывает профилированные трубы 10 и через отверстия 11 подается в орошаемую часть насадки, где охлаждает профилкрованные трубы 5. Нагретая охлажда ощая вода отводится через патрубки 14, размещен™ 1сые по периметру корпуса 1 , С целью yлyчшeшiя теплосъема в водяном пространстве орошаемой насадки 4 установлены перегородки 7, Поворот газо вого потока на 180 при выходе из труб 5 и.перед входом в трубы 10 обеспечивает за счет центробежных сил интенсивную сепарацию влаги

Совместное решение на ЭВМ дифференциальных зФавненш-г, описывающих процессы тепломассообмена, протекакг щие в аппарате, дает возможность определить распределение температур и концентраций парогазовой смеси по высоте насадки Независимо от тепло- производительности аппарата темпе- ратура газов по высоте распределяется таким образом, что в верхней части насадки происходит резкое сниже- ше температуры (перепа ц температуры достигает 100-150 С и больше), а в нижней части перепад температуры составляет всего 10-20 °С, Это происходит потому, что в верхней части аппарата конденсация паров парогазового потока протекает достаточно медленно, так как температу

pa орошающей жидкости близка к температуре мокрого термометра и разность пархщальных давлений паров в парогазовом потоке и над стекающей пленкой орошающей жидкости незначительна. По мере снижения температуры парогазового потока смесь приближается к состоянию насыщения и начинается интенсивная конденсация паров, что резко уменьшает скорость падения температуры пазов.

Разделение насадки аппарата на две части в области температур газового потока, соизмеримых с температурой мокрого термометра, и отвод в этой зоне орошающей жидкости из парогазового потока за счет сепарации влаги при изменении направления движения потока позволяет резко уменьшить расход орошакмцей жидкости на хвостовую часть аппарата, в которой происходит процесс конденсации. Уменьшение расхода орошающей жидк ос- ти должно привести к уменьшению толщины стекающей пленки (практически она состоит только из пленки конденсата, выпадающего из парогазового потока) и к увеличению коэффициента теплопередачи. При прочих равных условиях (постоянных поверхности активной насадки и перепаде температур) это ведет к более эффектив- . ному использованию поверхности и более глубокому использованшо утилизируемой теплоты.

Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить степень очистки парогазового потока от твердых пылевых частиц, снизить расход оро1443948А X.

шающей жидкости, осз Ществить более глубокую осушку парогазового потока, снизить расход энергии на перемеще- с ние парогазового потока через аппарат, а также увеличить коэффициент теплопередачи аппарата вследствие разрыва конденсатной пленки

Формула изобретения

1.Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с патрубком тангенциального подвода газов, тепломассообменную орошаемую активную насадку, выполненную в виде профилированных труб и охваченную водо- охлаждаемым кожухом, и патрубки подвода и отвода жидкости, форсунки для

распыления орошающей жидкости и

бак-сборник орошакщей жидкости, о т личающийся тем, что, с целью повьш1ения степени осушки парогазовых потоков и экономичности процесса, он снабжен центральной трубой отвода газа с размещенной внутри него неорошаемой частью активной насадки, выполненной в виде профилированных труб, схваченных водоохлаждаемым кожухом, при этом патрубок подвода холодной воды установлен в верхней части кожуха центральной трубы, которая в нижней части выполнена с равномерно по периметру распределенными отверстиями, а патрубки отвода охлаждаемой воды размещены равномерно по наружному периметру корпуса.

2.Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен перегородками, установленными между трубами орошаемой активной насадки.

Изобретение относится к тепло- массообменным аппаратам, в частности к контактным теплообменникам с активной насадкой, используемым в теплоэнергетике, химической и нефтехимической и других отраслях, а также может быть применено для очистки отходящих газов о Целью изобретения является повышение степени осушки парогазовых потоков и экономичности процесса Тепломассообменный аппарат содержит корпус с патрубком тангенциального подвода газов, активную насадку, выполненную в виде профилированных труб, разделенную на две части: орошаемую и неорошаемую. Обе части активной насадки охвачены во- доохлаждаемыми кожухами, подключенными по ходу охлаждающей воды последовательно. В парогазовый поток пе- ред его поступлением по внутри- трубное пространство распыляется орошающая жидкость. Аппарат снабжен центральной трубой отвода газа с размещенной внутри него неорошаемой частью активной насадки, вьтолненной в виде профилированных труб, охваченных водоохлаждаемым кожухом, при этом патрубок подвода холодной воды установлен в верхней части кожуха центральной трубы, которая в нижней части вьшолнена с равномерно по периметру распределенными отверстиями, а патрубки отвода охлаждаемой воды .размещены равномерно по наружному периметру корпуса. Аппарат снабжен перегородками, установленными между трубами орошаемой активной насадки. 1 з.п„ ф-лы, 1 ил. ifi 4 4;: СО со 4 00