Вихревой тепломассообменный аппарат Советский патент 1990 года по МПК B01D11/04 B01D3/18 

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов тепло- и массообмена, например для экстракции углеводородных компонентов, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности тепломассообменного процесса, преимущественно для экстракции, за счет создания вихревого пленочного движения жидкой фазы.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Вихревой пленочный экстрактор содержит корпус 1, приемные камеры жидкой фазы 2 и дополнительную жидкой фазы 3 и газовой фазы 4, сепарационную камеру 5 и камеру 6 вывода газового потока, трубные решетки 7-11, в которых закреплены вихревые трубы 12 и 13 с винтовыми закручивающими устройствами 14 и втулка 15 с фазоотделителем 16. Корпус 1 оснащен соответственно штуцерами 17 и 18 для подвода жидких реагентов, газа 19 и вывода 20 продуктов реакции, газовой фазы 21, конденсата 22, подвода 23 и вывода 24 хладагента. Втулка 15 через кольцевой зазор между ней и вихревой трубой 13 соединяет пространство камеры с внутренним пространством вихревой трубы 12, а через кольцевой зазор между втулкой 15 и вихревой трубой 12 камера 3 соединена с внутренним пространством вихревой трубы 12. Фазоот- делитель 16 соединяет внутреннее пространство вихревой трубы 12 с камерой 6.

Вихревой тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Жидкая фаза - реагенты подаются через штуцера 17 и 18 в приемные камеры 2 и 4 соответственно. Из камеры 2 жидкая фаза (реагент-2) по кольцевому зазору между вихревой трубой 13,и втулкой 15 в

05

о

00 СП

ОО

виде кольцевой тонкой пленки, толщина которой (и расход) регулируется путем перемещения трубы 13 в рещетке 10, попа- дает на пленку жидкой фазы (реагент-), стекающей из камеры 3 по кольцеовму зазору (величина которого регулируется перемещением втулки 15 в рещетке 9) в вихревую реакционную трубу 12, образуется двухслойная пленка, стекающая по внутренней поверхности трубы 12. Через щтуцер 19 в камеру 4 подается сжатый газ, который, пройдя через каналы винтового закручивающего устройства 14, размещенного в вихревой трубе 13, попадает в форме закрученных газовых струй в .вихревую реакционную трубу 12, закрепленную в рещет- ках 8 и 7, где вследствие наличия поля центробежных сил и трения контактирует с поверхностью жидкой фазы, закручивая ее, создавая волновую форму течения на ее поверхности, интенсифицируя процесс тепло- и массообмена, движется вместе с ней к сепарационной камере 5. Отделение жидкой фазы от газовой происходит в ссюсно размещенном в рещетке 11 фазоотделителе 16, жидкая фаза удаляется через щтуцер 20 из сепарационной камеры 5, а газовая, пройдя через фазоотделитель 16, попадает в камеру 6, откуда через штуцер 21 выводится из аппарата, выпадающий из нее конденсат и частично уносимая жидкая фаза скапливается в камере 6 и периодически удаляются через щтуцер 22. Для охлаждения или нагрева вихревых реакционных труб 12 в корпус 1 по щтуцеру 23 может подаваться хладагент или теплоноситель, который затем выводится через щтуцер 24.

В случае работы с одним реагентом (жидкой фазой) для очистки газового потока от примесей в камеры 2 и 3 подается одновременно один и тот же реагент.

Техническое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным - высокая эффективность работы при проведении процесса экстракции в пленочном режиме течения жидкой фазы, возможность проведения процесса экстракции при двухслойном пленочном течении жидкой фазы. Предлагаемое устройство позволяет осуществить процесс экстракции в системе газ- жидкость-жидкость, а также другие процессы в этой системе, так же как и в системе газ-жидкость.

10

Формула изобретения

1.Вихревой тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с коаксиальными расположенными одна над другой нижней и

верхней вихревыми трубами, закрепленными в трубных рещетках и оснащенными винтовыми закручивающими устройствами, а также приемными камерами для газа и жидкости, сепарационной камерой и камерами вывода газа и жидкости, отличающийся тем, что, с целью позыщения эффективности тепломассообменного процесса, преимущественно экстракции, за счет создания вихревого пленочного движения жидкой фазы, корпус снабжен патрубками для ввода и

вывода хладагента, расположенных между трубными рещетками, дополнительную приемную камеру для жидкости, которая расположена под приемной камерой для жидкости, сепарационная камера расположена выще камеры для вывода газа, а коаксиальные вихревые трубы в дополнительной приемной камере для жидкости установлены с зазором, при этом верхняя коаксиальная вихревая труба снабжена расположенной в нижней ее части и соединяющей приемную камеру для жидкости и дополнительную

приемную камеру для жидкости втулкой, нижняя часть которой расположена .в зазоре между коаксиальными вихревыми трубами.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижняя коаксиальная вихревая труба

снабжена фазоотделителем.

/4

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов тепло- и массообмена, например для экстракции углеводородных компонентов, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Изобретение позволяет повысить эффективность тепломассообменного процесса, преимущественно для экстракции, за счет создания вихревого пленочного движения жидкой фазы. Это достигается тем, что в вихревом тепломассообменном аппарате с коаксиальными вихревыми трубами, трубными решетками с винтовыми закручивающими устройствами и камерами для ввода и вывода газа и жидкости, корпус снабжен патрубками для ввода и вывода хладагента, расположенными между трубными решетками и дополнительную приемную камеру для жидкости под камерой для ввода жидкости и операционная камера расположена между выше камеры для вывода газа. Коаксиальные трубы установлены с зазором, в котором расположена нижняя часть втулки, соединяющей дополнительную приемную камеру для жидкости и камеру ввода жидкости, нижняя коаксиальная вихревая труба снабжена фазоотделителем. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.