Контактный аппарат Советский патент 1990 года по МПК B01J8/02 

Изобретение относится к химической технологии, в- частности к конструкциям тепломассообменных аппаратов и каталитических реакторов, напр имер для каталитической очистки газовых выб- росоВа

Цель изобретения - снижение энергетических затрат за счет уменьшения гидравлического сопротивления зернистого слоя.

На фиг.1 изображен контактный аппарат, . общий РИД; на фиг.2 - расположение гнезд на решетке; на фиГоЗ - пример вьшолнения решетки.

Контактный аппарат с неподвижным зернистым слоем (фиг.1) состоит из корпуса (камеры) 1, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, и со единенных с ним крьшжи 2 и днища 3,, снабженных патрубками для вхрда 4 и

выхода 5 потока. На крьщ1ке аппарата имеются распределитель 6 потока и штуцер 7 для загрузки зернистого материала. Штуцер 8, установленный в нижней части корпуса, предназначен для выгрузки слоя. Между корпусом и днищем расположена решетка 9, на которую засыпан зернистый слой, состоящий из сферических гранул 10 одинакового диаметра. Решетка 9, на которой формируется регулярный слой шаров, содержит гнезда, расположенные в соответствии со схемой, приведенной на фиг.2о

Примером ко}1струкции решетки (фиг.З) служит перфорированный лист, на котором имеются отверстия диаметром (0,8-0,9)dj выполняющие роль . гнезд для укладки нижнего слоя шаров,

О5

о

4

:л

30

и отверстия и несколько раз меньшего диаметра для прохода потока,

В описанной конструкции кон;тактно го аппарата корпус вьшолняет роль t меры, содерж;щей неподвижньш слой, В других известных аппаратах камера яв ляется самосугоятёльнь М элементом кон™ струкции, находящимся внутри корпуса аппаратас10

Контактный аппарат работает следу- кндим образом,

Аппарат устанавливают вертикально и через штуцер 7 (или при снятой

f АР d

Т Я « «

О 2pU2 1 где р плотность воздуха;

и скорость воздуха на полное

сечение аппарата. Анализируют зависимость коэффициента fj от числа Рейнольдса:.

U«d

TV

где кинетическая вязкость воздуха, Для сравнения аналогичные экспери

R

крышке 2) производят массов то загруз 15 ментальные исследования проводят при

ку сферических гранул 10 одинакового диаметра, равномерно распределяя гра нулы по сечению аппарата. Первые порции гранул самопроизвольно заполняют

регулярной упаковке шаров по углам квадрата со стороной 1 d по прототипу.

Результаты исследований показывагнезда реше- ки, образуя ншкний слой 20 т, что по сравнению с известным

определенной конфигурации (фиг,2), Последующие порции гранул самопроизвольно укладывшотся в лунки нижнего слоя-, образуя второй слой, аналогичный первому, и т,д. вплоть до заполнения всего объема камеры. В конце загрузки верхний слой разравнивают. После этого аппарат подключается к технологической схеме.

Поток газа или подводится к аппарату через патрубок 4, поступает в распределитель 6, с помощью которого происходит раздача потока по сечению аппарата,; и втекает в зернистый слой, где взаимодействует с гранулами , затем проходит отверстия в решетке 9 и через патрубок 5 вьшодит™ ся из аппарата.

Экспериментальные исследования предлагаемого контактного аппарата производят на. модели с поперечным сечением мм% в которую загружают стальные шары, диаметром 7,2 мм с об- разованием неподвижного зернистого слоя высотой 1 68 мм о Слой .представляет собой регулярную) упаковку шаров, при этом визуально можно наблюдать наличие вокруг каждого шара шести вертикальных сквозных каналов. Через слой продувают поток воздуха и измеряют перепад давления в се- . чениях до и после слоя о Но значению перепада давления определяли коэффициент гидравлического сопротивления

30

35

40

45

50

55

предлагаемый контактный аппарат при прочих равных условиях характеризует ся значительно более низким (примерн в 2 раза) гидравлическим сопротивле нием неподвижного зернистого слоя Например, при использовании контактного аппарата в качестве каталитичес кого нейтрализатора выхлопных газов автомобиля затраты мощности двигател на систему вьтуска в результате умен шения гидравлического сопротивления снижаются с 10 до 5%,

Формула изобретения

Контактньш аппарат, содержащий корпус, патрубок для ввода и вывода

.потоков газа или жидкости, камеру в форме прямоугольного параллелепипеда заполненную неподвижным зернистым- слоем сферических гранул одинакового

. диаметра, решетку с гнездами, размещенными по прямоугольнику, с образованием ячеек, отличающийс тем, что, с целью снижения энергетических затрат-за счет уменьшения гид равлического сопротивления зернистог слоя, ячейки вьшолнены со сторонами, равными 1,64 и ,74 диаметра гранулы и .дополнительно снабжены гнездами, сдвинутыми относительно гнезд, распо ложенных по углам прямоугольника на 0,82 и 0,58 диаметра гранул соответ ственно размерам сторон прямоугольн1 на

t 10

4458 .

f АР d

Т Я « «

О 2pU2 1 где р плотность воздуха;

и скорость воздуха на полное

сечение аппарата. Анализируют зависимость коэффициента fj от числа Рейнольдса:.

U«d

TV

где кинетическая вязкость воздуха, Для сравнения аналогичные экспериR

ментальные исследования проводят при

регулярной упаковке шаров по углам квадрата со стороной 1 d по прототипу.

Результаты исследований показыва0 т, что по сравнению с известным

0

5

40

45

50

55

предлагаемый контактный аппарат при прочих равных условиях характеризуется значительно более низким (примерно в 2 раза) гидравлическим сопротивлением неподвижного зернистого слоя Например, при использовании контактного аппарата в качестве каталитичес кого нейтрализатора выхлопных газов автомобиля затраты мощности двигателя на систему вьтуска в результате умень шения гидравлического сопротивления снижаются с 10 до 5%,

Формула изобретения

Контактньш аппарат, содержащий корпус, патрубок для ввода и вывода

.потоков газа или жидкости, камеру в форме прямоугольного параллелепипеда, заполненную неподвижным зернистым- слоем сферических гранул одинакового

. диаметра, решетку с гнездами, размещенными по прямоугольнику, с образованием ячеек, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат-за счет уменьшения гидравлического сопротивления зернистого слоя, ячейки вьшолнены со сторонами, равными 1,64 и ,74 диаметра гранулы, и .дополнительно снабжены гнездами, сдвинутыми относительно гнезд, расположенных по углам прямоугольника на 0,82 и 0,58 диаметра гранул соответ ственно размерам сторон прямоугольн1гг на

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов и каталитических реакторов и позволяет снизить энергозатраты. Контактный аппарат содержит корпус, патрубки для ввода и вывода потоков газа или жидкости, камеру прямоугольного сечения, заполненную неподвижным зернистым слоем сферических гранул одинакового диаметра, решетку с гнездами, размещенными по прямоугольнику с образованием ячеек. При этом ячейки выполнены со сторонами, равными 1,64 и 1,74 диаметра гранулы, и дополнительно снабжены гнездами, сдвинутыми относительно гнезд, расположенных по углам прямоугольника на 0,82 и 0,58 диаметра гранул соответственно размерам сторон прямоугольника. Поток газа или жидкости, пройдя через зернистый слой, взаимодействует с гранулами и затем через отверстия в решетке и патрубок выводится из аппарата. 3 ил.

ФигЛ

.езЗо

::OJ:O:;O:;O-:O-O::OH

э:го. ;о;:о:. О;;о::о-О

;:о::о::о: .о: :о ::о: ол

о;; о;;о::о;:о:: о ::о .: о

;o::o::o:iO .:o::oi:o..

о:: о::о;. о- о. о::о;: о

о г f с с г f

« - Vj.,U.« Vj . «О

Om eflcmue (Ри. Ъffflowed гйзй