Тепломассообменный аппарат Советский патент 1989 года по МПК B01D53/20 

3Ш

Боковая поверхность пирамид 6 перфорирована на высоту слоя шаровой насадки в неподвижном состоянии.

В каждой пирамиде подобрана насадка с разной кажущейся плотностью (отношение веса шара к его объему). Так как диаметр шара постоянен, то отличие только в весе (легкие, средние, тяжелые), Веса шаров-элементов определяются скоростями газового потока по сечению аппарата. Количество элементов насадки равно или меньше числа отверстий 10 перфорированной горизонтальной перегородки 7 в зоне пирамиды, а диаметры отверстий 10, 11 (боковой поверхности пирамиды 6) и 12 (перфорированного днища 8) мейь- ше диаметра элемента шароиой насадки 9.

. Аппарат работает следующим образом.

Газ поступает в аппарат через штуцер 2, распределяется по сечению,

Пример. В адсорбционной к

приводит в псевдоожиженное состояние 25 лонне прямоугольного сечения 0,9

шаровую насадку в пирамидах 6 и выходит из аппарата через штуцер 4. Жидкость поступает на пирамиды 6 сверху через штуцер 3 (противотоком газу) и выходит внизу через штуцер5

При додаче в аппарат расходов газа и жидкости, рассчитанных на средние и пониженные нагрузки, в первый момент псевдоожижается в пирамидах

0,9 м с двумя горизонтальными реш ками, с которыми соединены большим основаниями четырехгранные пирамид размер больших оснований пирамиды 30 0,3x0,3 м, перфорированных днищ ка дой пирамиды 0,,15 м. Число пи рамид 9 шт. В перфорированной пере городка в зоне каждой пирамиды име ля 100 отверстий (свободное сечени

более легкая шаровая насадка. Послед- 35 о,34 м /м ). Диаметр отверстий

нля потоком газа поднимается вверх и перекрывает определенное количество отверстий горизонтальной перфорированной перегородки.

Обычно газовый поток неравномерно распределен по.сечению, В тех пирамидах или в том сечении аппарата, в которое направляется больший газовый поток, вслед за легкой насадкой начинает псевдоожижаться средняя и более тяжелая насадка, которая при определенной скорости (скорости витания), поднимаясь, перекрывает оставшиеся свободными отверстия в тарелке над данными пирамидами (или сечением аппарата),

Проход газа через эту часть сечения аппарата прекращается и газ автоматически перераспределяется в то сечение аппарата (или те пирамиды), где был мал газовый поток

Шаровая насадка, перекрывшая тареку в зоне рассмотренных пирамид, без газовой нагрузки падает на перфорированное днище пирамид.и процесс повторяется до тех пор, пока во всех

пирамидах не достигается равномерное распределение: при малых газовых нагрузках наблюдается псевдоожижение шаров или перекрытие отверстий тареп- ки легкими шарами в полном сеченич аппарата. Постоянство неса слоя шаров в к.гждой пиусмиде является внравни- ваюп,пм средетвом.

Максимальный вес шаров рассчитывается на газовые нагрузки (речь идет о скорости газа на полное сечение аппа угта), которые могут быть достигнуты только в аварийных ситуациях ,

Перераспределяя газ по сечению эпперата, можно свести к минимуму проскок его без контакта с жидкостью, что невозможно сделать в аппарате без регулирования расходов газа и жидкости.

Пример. В адсорбционной колонне прямоугольного сечения 0,9

0,9 м с двумя горизонтальными решетками, с которыми соединены большими основаниями четырехгранные пирамиды, размер больших оснований пирамиды 0,3x0,3 м, перфорированных днищ каждой пирамиды 0,,15 м. Число пирамид 9 шт. В перфорированной перегородка в зоне каждой пирамиды имеет- ля 100 отверстий (свободное сечение

м. В каждую пирамиду в первом варианте загружено 90 шаров диаметром 0,02 м. По кажущейся плотности шары распределяются следующим образом:

0 группа I (30 шт.) 180 кг/м5; группа П (30 шт) 320 кт/м3; группа Ш (30 шт) 390 кгДА

Номинальный режим работы.колонны- скорость в полном сечении 2,3 м/с,

5 При этой скорости все 30 шаров

группы I подвешиваются в каждой пирамиде к перфорированной перегородке и перекрывают соответствующие отверстия. Остальные 60 шаров находятся

Q в состоянии псевдоожижения.

При нарушениях режима, связанных, например, с неравномерностью распределения жидкости, наблюдают постоянное изменение закрываемых отверстий в зоне каждой пирамиды. Шары из-за неравномерного расхода жидкости то приходят в состояние псевдоожижения, то лодвисают в большем количестве,

чем 30 (соответствует номинальным расходам га за и жидкости) .

Во втором варианте использовали шары диаметром 0,025 м с кажущейся плотностью: группа I (30 шт.) 270 кг/м3; группа П (30 шт) 317кг/м3 пруппа L 3 (30 шт) 513 кг/м .

ок:л;альная скорость для дачного аппарата 2, м/с.

Таччм образом, предлагаемая конструкция за счет использования пирамид с шаровой насадкой в качестве регулирующего средства газожидкостных потоков обеспечивает значительную равномерность распределения и упрощает регулирование потоков,

Формула изобретения

. Тепломассообменный аппарат, включающий корпус со штуцерами для подвода и отвода газа и жидкости, контактные элементы и горизонтальную перфорированную перегородку, о т

774566

личающиися тем, что, с целью равномерности распределения н упрощения регулирования газожидкостных потоков, контактные элементы выполнены в виде трех-, четырех- или шестигранных пирамид, жестко связанных с горизонтальной перфорированной перегородкой большими осно-1

ваниями, снабженных перфорированным днищем с насадочными элементами в виде шаров равного размера и различного веса, при этом число шаров в отдельной пирамиде меньше или равно

числу отверстий в горизонтальной

перегородке в зоне пирамиды, а диаметр отверстий в горизонтальной форирсванной перегородке и днище меньше диаметра шара.

2. Аппарат поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что боковые грани пирамид выполнены с отверстиями, диаметр которых меньше диаметра шаров.

/ V

- Ч-1I- JIM -- I I . С |

1IIIJ111111

/titi, ilfi j /и ill

Выход газа , Т

/ V

f(

V .11

(/

Л S

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам. Цель изобретения - равномерное распределение потоков, упрощение регулирования последних за счет саморегулирования потоков газа и жидкости без каналообразования и проскока газа без контакта с жидкостью. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, контактные элементы и горизонтальную перфорированную перегородку. Новым является то, что контактные элементы выполнены в виде трех-,четырех- или шестигранных усеченных полых пирамид с перфорированными днищами, жестко связанных с горизонтальной перфорированной перегородкой большими основаниями, соединенных по сторонам последних и расположенных под горизонтальной перфорированной перегородкой. Внутри пирамид размещены шары равного размера, отличающиеся друг от друга весом, причем число шаров меньше, чем число отверстий в горизонтальной перфорированной перегородке в зоне данной пирамиды. Боковые грани пирамид могут быть перфорированы на высоту не более чем высота слоя шаров в неподвижном сосотоянии. Диаметр отверстий в перегородке, днище и боковых гранях не более диаметра шаров, размещенных в пирамидах. 1 з.п. ф-лы,1 ил.

2

flxo5 газа

/

/

Выход жидкости.