Тепломассообменный аппрат Советский патент 1990 года по МПК B01D53/18 

Аппарат работает следующим образом.

Газ и жидкость подаются в цилиндрический корпус 1 сверху, смешиваются, и нисходящий газожидкостной поток направляется в верхнее контактное устройство 2. Стекающая по внутренней поверхности дополнительного усеченного конуса 5 жидкость распыливается газовым потоком, образуя при этом факел распыла в приосевой зоне контактного устройства 2. Затем газ и жидкость попадают в приемный конус 3 и направляются к его меньшему основанию, где скорость газожидкостного потока резко возрастает. На выходе из приемного конуса 3 газожидкостный поток попадает в многолопастный завихритель 4, причем та часть жидкости, которая движется в виде пленки по внутренней поверхности приемного конуса 3, распыливается газовым потоком на нижнем срезе меньшего основания приемного конуса 3, а другая часть жидкости, движущаяся в приосевой зоне, ударяется об основание 10 многолопастного завихрителя 4. Затем газожидкостной поток попадает на тангенциальные лопатки 13 завихрителя 4, приобретает вращательное движение и направляется к внутренней поверхности корпуса аппарата 1. Одна часть газожидкостного потока поступает на наклонные пластины 6 и по ним направляется вверх в пространство между наружной частью приемного конуса 3 и внутренней поверхностью аппарата 1, жидкость переливается через верхний срез 1 пластин 6 и стекает вместе с газом на нижерасположенное контактное устройство 2.

При изготовлении приемного усеченного конуса 3 с отверстиями 14 на уровне среза нижнего основания 8 распыливающего усеченного конуса 5 часть газожидкостного потока из пространства между верхней наружной поверхностью приемного конуса 3 и корпусом 1 ижектируется через отверстия 14 и смешивается с входящим в контактное устройство свежим газожидкостным потоком. Инжекция через отверстия 14 осуществляется за счет высоких скоростей газожидкостного потока на выходе из распыливающего усеченного конуса 5.

Использование дополнительного распыливающего усеченного конуса, имеющего общее большее основание с приемным конусом и направленного меньшим основанием вниз, создает дополнительную зону контакта в сочетании с более полным использованием рабочего объема за счет создания факела распыла на срезе меньшего основания дополнительного конуса в приосевой зоне контактного устройства.

Наличие наклонных пластин, установленных под углом к образующей аппарата на внутренней поверхности корпуса в зоне многолопастного завихрителя, и располо

жение их таким образом, что нижний срез пластин находится на одном уровне с основанием многолопастного завихрителя, а верхний срез пластин - выше верхнего среза

многолопастного завихрителя, обеспечивает более эффективное использование рабочего объема аппарата за счет направления части газожидкостного потока по наклонным пластинам вверх в пространство между наружной поверхностью приемного конуса и внутренней поверхностью корпуса аппарата, а также приводит к расширению диапазона устойчивого энергетически выгодного режима работы вследствие исключения возникновения вращающегося слоя жидкости в зоне многолопастного завихрителя.

Изготовление приемного усеченного конуса с отверстиями, расположенными на одном уровне с нижним срезом дополнительного распыливающего конуса, обеспечивает дополнительную циркуляцию газа и жидкости внутри контактного устройства за счет инжекции части газожидкостного потока в приосе- вую область контактного устройства из пространства между наружной поверхностью приемного конуса и корпусом аппарата.

5 Создание факелов распыла газожидкостного потока на срезе распыливающего и приемного конусов, диспергирование жидкости за счет удара газожидкостного потока об основание завихрителя, циркуляция газожидкостного потока за счет наличия наклон0 ных пластин и инжекции через отверстия обеспечивают также многократное изменение поверхности взаимодействия фаз внутри контактного устройства, что существенно увеличивает эффективность процесса массопере- дачи при хемосорбции сопровождающейся

5 быстрой химической реакцией.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, содер0 жащий цилиндрический корпус с размещенными последовательно один над другим коническими контактными устройствами, состоящими из приемного усеченного конуса и многолопастного завихрителя, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процес5 са тепломассопередачи за счет создания дополнительных зон контакта и расширения диапазона устойчивой работы, он снабжен дополнительным распыливающим усеченным конусом, установленным внутри каждого приемного конуса, имеющим с приемным ко0 нусом общее большее основание и направленным меньшим основанием вниз, и пластинами, установленными в зоне многолопастного завихрителя каждого контактного устройства на внутренней поверхности корпуса,

5 под углом к образующей аппарата так, что нижний срез пластин находится на одном уровне с основанием многолопастного завихрителя, а верхний срез - выше верхнего среза многолопастного завихрителя, при этом

большее основание приемного конуса нижерасположенного контактного устройства расположено ниже основания многолопастного завихрителя вышерасположенного контактного устройства.

2. Аппарат по п 1, отличающийся тем, что приемный конус выполнен с отверстиями, расположенными на одном уровне с нижним срезом дополнительного распыливаю- щего конуса.

Buff A

Фиг. 2

Изобретение относится к химической технике, в частности к аппаратам, предназначенным для тепломассообменных процессов взаимодействия газожидкостных систем, сопровождающихся быстрой химической реакцией, и работающим по принципу взаимодействия фаз в нисходящем прямотоке, и позволяет интенсифицировать процесс тепломассопередачи за счет создания дополнительных зон контакта и расширения диапазона устойчивой работы. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с размещенными в нем контактными устройствами, состоящими из приемного усеченного конуса, внутри которого расположен дополнительный распыливающий конус, имеющий с приемным конусом общее большее основание и направленный меньшим основанием вниз, а в зоне многолопастного завихрителя на внутренней поверхности корпуса установлены пластины, расположенные под углом к образующей аппарата. В стенке приемного конуса выполнены отверстия, расположенные на одном уровне с нижним срезом дополнительного распыливающего конуса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

фие1

2

11

12

фиг.З