Вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат Советский патент 1990 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к массообменной технике и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности для осуществления процессов ректификации, абсорбции, пылеулавливания, десорбции, сушки распылением.

Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена за счет увеличения времени контакта фаз и длины пути полета капель.

На чертеже изображен вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат.

Аппарат содержит корпус 1, тангенциальный ввод 2 газа, патрубок 5 вывода газа, контактные ступени 4, каждая из которых состоит из корпуса 5, верхней торцовой крышки 6, нижней торцовой крышки 7, тангенциальных щелей 8 подвода газа, щелей 9 отводов жидкости, камеры сбора 10 жидкости

и отвода 11 газа, последняя выполнена в виде радиального диффузора. Распылитель 12 жидкости, центробежный насос 13, установленный на общий вал 14, всасывающие 15 и нагнетающие 16 патрубки, которые сообщены соответственно с камерой 10 сбора жидкости и распылителем 12 жидкости.

Вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат работает следующим образом.

Газ (пар) через тангенциальный ввод 2 попадает через тангенциальные щели 8 по всей высоте в первую ступень. В контактной ступени формируется мощное плоское спиральное течение со значительным увеличением окружной составляющей полной скорости к центру, где с помощью распылителя 12 вводится жидкость в виде микрокапель, которые практически сразу вовлекаются во вращательное движение и вследствие отсутствия осевых скоростей газа движутся по плоским спиральным траекториям к корСП

CD

сд

Јь

пусу 5 ступени. При этом в одной ступени рас- пыла возникает противоточное вихревое движение капель жидкости и газа, что ведет к получению многих теоретических ступеней изменения концентрации в одной ступени распыла. Капли жидкости оседают на корпус 5 ступени и под действием потока газа в виде пленки движутся по нему, которая отводится через щели 9 отводов жидкости .в камеру 10 сбора жидкости.

Газ через отвод 11, выполненный в виде радиального диффузора, попадает через тангенциальные щели 8 по всей высоте в последующую ступень.

Жидкость из камеры 10 через всасывающий патрубок 15 поступает в центробежный насос, откуда по нагнетающим патрубкам 16 поступает в распылитель 12 жидкости нижележащей ступени, а из нижней - выводится из аппарата. Газ через тангенциальный патрубок 3 вывода газа отводится из аппарата.

Распылитель 12 жидкости, жестко закрепленный на валу 14, придает образующимся каплям жидкости центробежную силу. В случае вращения распылителя однонаправленно с вращением газового потока происходит экономия энергии газового потока, расходуемого на разгон капель. В случае вращения распылителя 12 в сторону, противоположную вращению газового потока, происходит возрастание относительных скоростей газа и

капель жидкости, что вызывает вторичное 30 интенсификации процесса массообмена за

дробление капель. При этом в несколько раз возрастает поверхность контакта фаз, снижаются затраты энергии газового потока на транспортировку капель, возрастает длина пути полета капель и время контакта фаз. Вращение распылителя способствует ликвидации нерабочих зон в контактной ступени и улучшает равномерность объемного распределения капель. Установка распылитесчет увеличения времени контакта фаз и длины пути полета капель, он снабжен центробежными насосами, насаженными на вал и установленными между ступенями, всасывающие патрубки которых сообщены с 35 камерой сбора жидкости предыдущей ступени, а нагнетательные - с распылителем последующей ступени, а распылители жидкости жестко закреплены на валу.

0

0

5

ля 12 жидкости, жестко закрепленного с нагнетающими патрубками 16, с вращающимся валом 14 имеет возможность вращения, упрощает конструкцию и монтаж.

Данный аппарат имеет следующие преимущества по сравнению с известным: интенсивный и равномерный массообмен во всем объеме аппарата повышает интенсивность массо- обмена во всех ступенях вследствие диспергирования жидкости высоконапорными распылителями на капли заданной дисперсности, снижение энергии газового потока на создание плоскопараллельного потока, увеличение межфазной поверхности, увеличение длины пути и времени контакта фаз, снижение общей высоты аппарата, снижение материалоемкости вследствие уменьшения высоты между контактными камерами, необходимой для создания избыточного давления жидкости перед распылителями.

Формула изобретения

Вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат, включающий корпус, тангенциальный ввод газа, распылители жидкости, патрубок вывода газа, контактные ступени, каждая из которых состоит из обечайки, торцовых крышек, подводов газа в виде радиального диффузора, щелей отвода жидкости, камеры сбора жидкости, отличающийся гем, что, с целью

счет увеличения времени контакта фаз и длины пути полета капель, он снабжен центробежными насосами, насаженными на вал и установленными между ступенями, всасывающие патрубки которых сообщены с камерой сбора жидкости предыдущей ступени, а нагнетательные - с распылителем последующей ступени, а распылители жидкости жестко закреплены на валу.

Изобретение относится к массообменной технике, может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности для осуществления процессов ректификации, абсорбции, пылеулавливания десорбции, сушки распылением и позволяет интенсифицировать процесс массообмена за счет увеличения времени контакта фаз и длины пути полета капель. Вихревой распыливающий многоступенчатый массообменный аппарат содержит корпус, тангенциальный ввод газа, патрубок вывода газа, контактные ступени, каждая из которых состоит из корпуса, верхней и нижней торцовых крышек, тангенциальных щелей подвода газа, щелей отвода жидкости, камеры сбора жидкости, отвода газа, выполненного в виде диффузора распылителя жидкости. Между ступенями установлены центробежные насосы, расположенные на общем валу. Всасывающий и нагнетающий патрубки сообщены соответственно с камерой сбора жидкости и распылителем жидкости. 1 ил.