Тепломассообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) и жидкости Советский патент 1991 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к конструкциям насадочных массообменных аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической я других смежных отраслях промышленности для проведения процессов тепломассообмена между газом (паром) и жидкостью в режиме инверсии фаз.

Цельк изобретения является расширение диапазона устойчивой работы путем разрушения слоя газо(паро)жид- костной эмульсии и создания регули- руемой зоны режима эмульгирования при одновременном снижении брызго- уноса.

11л фиг. 1 показан аппарат с цилидрической вставкой, продольный раз- рез; на фиг. 2 - гидрорегулятор уровня ползупкового типа; на фигс 3 - гидрорегулятор уровня винтового типа; п i Фиг. 4 - аппарат, в котором высоту продольных прорезей в нижней части ограничивает нижняя торцовая перегородка колпака; на фиг. 5 - аппарат, i котором продольные прорези выполнены пятиугольной формы, а их высоту ограничивают верхняя и нижняя перегородки колпака; па фиг. 6 - часть разверт п корпуса с продольным прорезями пятиугольной формы, три стороны каждой из которых образуют дна смежных прямых углаь

Аппарат состоит из корпуса 1, дни ига 2, крышки 3, узлов ввода 4 и вывода 5 газа/пара расположенных соответственно под и над слоем насадки 6 размещенной на опорной решетке 7, распределителя 8 жидкости и узла вывода 9 жидкости, расположенных в слое насадки 6 и под ним соответственно, расположенной над распределителем 8 жидкости соосно корпусу 1 наполненной элементами насадки 6 цилиндрической вставки 10, на образующей поверхности которой выполнены продольные прорези 11, высоту которых ограничивает кольцо 12, прикрепленное к основанию цилиндрической нстапки 10 и внутренней стороне корпуса 1 и расположенное под углом к периметру корпуса 1, верхний торец слоя насадки 6 снабжен удерживающей решеткой 13, прикрепленной к верхнему торцу цилиндрической вставки 10, а доиоднителышй узел вывода 14 жидкости снабжен гидрорегупятором уров

im 15, например ползункового или винтового типа с датчиком гидравлического сопротивления 16.

На фл ч 4 и 5 крышка выполнена я mi U- колпака 17 П-образной формы с косым нижним срезом, на вершине ко i орого расположен дополнительный учел вывода жидкости 14. На фиг., 4 торцовая перегородка 18 ограничппа- от высоту проречен 1 1 и присоединен

5

0

5

Q

0

5

0

5

0

5

к корпусу 1 на уровне оснований прорезей 11. На фиг. 5 высоту прорезей 11 ограничивают торцовые перегородки колпака 17, а дополнительный узел вывода жидкости 14 снабжен дросселирующим устройством 19 с датчиком гидравлического сопротивления 16.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость подают в аппарат через распределитель 8, а газ (пар) - через узел 4 его ввода

Газ(пао) подают в количестве, обеспечивающем при заданной нагрузке по жидкости, известных характеристик насадки 6 и физико-химических свойствах газа(пара) и жидкости как минимум достижение им скорости инверсии фаз, при которой в результате максимального развития межфазной поверхности достигается максимальная степень тепломассообмена, что является основным преимуществом режима эмульгирования „ В этом режиме газ (пар) и жидкость взаимодействуют в слое насадки 6 как под распределителем жидкости 8, так и над ним вследствие самопроизвольного расширения слоя газо(паро)жидкостной эмульсии. В соответствии с этим жидкость выводится из аппарата двумя потоками, причем первый из них формируется из жидкости, провзаимодействовавшей с газом (паром) на участке слоя насадки 6 от распределителя 8 жидкости до опорной решетки 7, и выводится через узел 9 вывода жидкости, а второй образуется из жидкости, провзаимодействовавшей с газом(паром) на участке слоя насадки 6 от распределителя 8 жидкости до основания нижней из продольных прорезей 11 о

Формирование второго потока происходит следующим образомс

Расширяющийся газо(паро)жидкостный слой, войдя в зону участка корпуса 1 между удерживающей решеткой 13 и распредапителем жидкости 8 или цилиндрической вставки 10 и достигнув основания нижней из продольных прорезей 11, выполненных на его (ее) образующей поверхности, разделяется на газ(пар), который, пройдя вышележащую часть насадки 6, выходит из аппарата через узел 5 его вывода,и жидкость, которая через основание нижней из продольных прорезей 11 сливается в камеру, образованную поверхностями

корпуса 1 и цилиндрической вставки 10 (фиг„ 1) или колпака 17 (фиг. 4, 5). Наличием на верхнем торце слоя насадки 6, удерживающей решетки 13, присоединенной к корпусу 1 или цилиндрической вставке 10, предотвращает возможный вынос отдельных пасадоч- ных тел из слоя насадки 6 и засорение узла 14 вывода жидкости, расположение которого в самой нижней точке камеры с наклонным дном, роль которого выполняет кольцо 12 или нижняя торцовая перегородка колпака 17, обеспечивает вывод жидкости in камеры без образования застойных зон.

В зависимости от требуемого гидравлического сопротивления, задаваемого на датчике 16, последний автоматически посредством гидрорегулятора уровня 15, например, ползункового или винтового типа или дросселирующего устройства 19 поддерживает необходимый уровень жидкости в камере, а следовательно, соответствующую этому уровню высоту слоя газо (паро)жидкостной эмульсии в аппарате, при этом разделение газо(паро) жидкостной эмульсии на фазы в аппарате происходит на вышележащей относительно уровня жидкости в камере прорези 11. Окончательное отделение жидкости от газа(пара) происходит в вышележащей относительно уровня жидкости в камере части насадки 6 в силу резкого снижения сил трения в освободившемся от основного потока жидкости сечении насадки 6, запиравшего его на участке до нижнего основания прорезей 11.

Количественная характеристика жидкостных потоков, выводимых из аппарата через узлы 9 и 14, зависит от степени превышения скорости инверсии фаз

Конструкция данного аппарата, поз- воляя варьировать количествами газа (пара), проходящими через слой насадки, дает возможность варьировать и производительностью аппарата по жидкости при функционировании регулируемой зоны режима эмульгирования п высоте слоя насадки, что как и одновременное снижение брызгоуноса путем разрушения слоя газо(паро)жидкостноп эмульсии еще в слое насадки расширяет диапазон устойчивой работы аппарата.

Предлагаемый аппарат легко управляется, автоматизируется и рекомендуется в производство клеежелатиновой

0

5

0

5

5

0

0

5

промышленности на стадии десорбции- абсорбции растворенных целевых компонентов сточных лод, парового конденсата, в других массообменных процессах (хемосорбция, ректификация), а также в качестве экстрактора обезжиривания коллагеносодержащего сырья.

Формула изобретения

1.1епломассообменный аппарат для взаимодействия газа(пара) и жидкости, содержащей корпус, внутри которого

на опорной решетке размещен слой насадки, верхний торец которого снабжен удерживающей решеткой, узлы ввода и вывода газа (пара) , цилиндрическую вставку, распределитель жидкости и узел ее вывода, расположенные в слое насадки и под ним соответственно, днище, крышку и дополнительный узел вывода жидкости, о т - л и ч а го щ и и с f тем, что, с целью расширения диапазона устойчивой работы путем разрушения слоя газо (паро)жидкостной эмульсии и создания регулируемой зоны режима эмульгирования при одновременном снижении брызгоуноса, на участке образующей поверхности корпуса или цилиндрической вставки между удерживающей решеткой и распределителем жидкости выполнены продольные прорези, высота которых увеличивается в сторону дополнительного узла вывода жидкости, который снабжен регулирующим устройством.

2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что крышка выполнена в виде колпака,

3.Аппарат по п. 1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что прорези в нижней части снабжены кольцом, расположенным под углом к периметру корпуса, а регулирующее устройство выполнено

в виде гидрорегулятора уровня ползункового или винтового типа с датчиком гидравлического сопротивления„

4.Аппарат по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и и с и тем, что продольные прорези выполнены пятиугольной формы, три стороны каждой прорези образуют два смежных прямых угла,

а высоту продольных прорезей ограничивает верхняя торцовая перегородка колпака, регулирующее устройство выполнено в виде дросселя с датчиком гидравлического сопротивления.

.--/5

Жидкость

10 Н

Жидкость

I.

Газ

Ј

Фм.1

, л

Изобретение относится к конструкциям насадочных массообменных аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности для проведения процессов между газом (паром) и жидкостью в режиме инверсии фаз, и позволяет расширить диапазон устойчивой работы путем разрешения слоя газо(па- ро)жидкостной эмульсии и создания регулируемой зоны режима эмульгирования при одновременном снижении брыз- гоуноса. Тепломассообменный аппарат для взаимодействия газа(пара) и жидкости содержит корпус, внутри которого на опорной решетке размещена насадка, на образующей поверхности корпуса выполнены продольные прорези между удерживающей решеткой и распределителем жидкости. Высоту прорези может ограничивать кольцо, прикрепленное к ее основанию и внутренней стороне корпуса и расположенное под углом к периметру корпуса или верхняя,или нижняя часть колпака, при этом дополнительный узел вывода жидкости снабжен гндрорегулятором уровня или дросселирующим устройством с датчиком гидравлического сопротивления о Продольные прорези могут быть выполнены пятиугольной формы, при этом три стороны каждой прорези образуют два смежных прямых угла. Газо(паро)жидкостная эмульсия, самопроизвольно расширяясь в замкнутом объеме корпуса с насадкой, достигнув продольных прорезей и войдя в зону, разделяется на газ(пар) и жидкость у основания нижней по ходу расширения слоя прорези, при этом жидкость выводится в переливную камеру, а газ(пар), пройдя вышерасположенный слой насадки, окончательно сепарируется от жидкости. Наличие на узле выхода жидкости из переливной камеры гидрорегулятора уровня с датчиком гидравлического сопротивления придает новой конструкции способность гидравлического регулирования высоты слоя газо(паро)жидкостной эмульсии в аппарате. 4 з.п ф-лы, 6 ил. (Л о w Ј 1C со ND

Фиг.I

Фм.З

П 11

tt Жидкость

15

7

ШЕИЙР

Жидкость

х

Жидкость 8

3

73

/7

tfy ftudrfocmb

Жадность

Фм.Ь

Фм.б