Распределительное устройство для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1991 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к тепломассо- обменным аппаратам противоточного типа Для осуществления различных процессов в генерогенных системах, в частности к устройству для равномерного распределения и перераспределения поглотительного (каменноугольного или солярового) масла в на- садочных скрубберах для абсорбции бензольных углеводородов из коксового газа.

Цель изобретения - повышение эффективности процессов тепломассообмена за счет улучшения равномерности распределения жидкости по насадке и создания колебательного режима работы разбрызгивающего устройства, упрощение конструкции.

На фиг.1 изображено предлагаемое распределительное устройство, общий вид; на фиг.2 - завихритель, установленный в разбрызгивающем патрубке, вид сбоку; на фиг.З - то же, вид сверху; на фиг.4 - завихритель в изометрии.

Распределительное устройство содержит плиту 1, на которой крепятся разбрызгивающие патрубки 2, в нижней части которых установлены завихрители 3, выполненные из наклонных пластин. Для прохода газа плита оборудована газовыми патрубками 4, верхний срез которых выше уровня жидкости на плите.

Возможность создания факела разбрызгиваемой жидкости с корневым углом распыла 30-40° позволяет значительно уменьшить количество точек орошения, равномерно смочить торец насадки и создать наиболее благоприятные условия для проведения скрубберного процесса,

.-а,

сл

Завихрители жидкости выполнены из наклонных пластин,установленных внутри разбрызгивающего патрубка под углом 50- 70° к вертикали и образующих в центре за- вихрителя осевое отверстие, диаметр которого составляет 0,3-0,4 диаметра разбрызгивающего патрубка. Эта конструкция обеспечивает разбрызгивание жидкости цельнофакельным коническим потоком с углом распыла 30-40° при напоре рабочей жидкости всего 250-300 мм вод.ст.

Предлагаемое техническое решение при простоте геометрических форм и технологичности изготовления обеспечивает надежную работу на загрязненных средах. Колебательный (пульсационный) режим работы разбрызгивающих устройств обуславливает более эффективное обновление поверхности жидкой фазы и, как следствие, интенсифицирует протекание тепломассо- обменных процессов.

Колебательный режим разбрызгивания достигается установкой в распределительном устройстве пластин под углом 50-70° к вертикали, которые образуют в центре за- вихрителя осевое отверстие, составляющее 0,3-0,4 диаметра патрубка. Известно, что при формировании заполненных факелов жидкости при распыливании могут возникать колебательные режимы работы распы- ливающего устройства. Возникновение этих режимор обусловлено взаимодействиями вращающегося периферийного потока и незакрученного осевого. Соотношение этих потоков (количественное) в настоящее время точно не установлено, однако экспериментально можно подобрать такую площадь осевого отверстия и наклон закручивающих периферийный поток пластин, что на выходе из разбрызгивающего патрубка образуется колеблющийся факел,

Установленные соотношения конструктивных параметров, позволившие обеспечить колебательный режим работы предлагаемого устройства для малых напоров жидкости, всего 250-300 мм вод-ст., при этом факел жидкости с углом 30-40° имеет заполненную структуру, что, как указано выше, очень выгодно для равномерности орошения насадки и обеспечения надежности работы устройства на технологических жидкостях.

Распределительное устройство работает следующим образом..

Поступающая на плиту 1 жидкость проходит через патрубки 2, в которых установлены завихрители 3. Часть жидкости проходит через наклонные каналы, образованные пластинами, и, отжимаясь ими, приобретает вращательно-поступательное движение, а другая часть жидкости проходит поступательно через осевое отверстие. Взаимодействуя между собой, периферийный вращающийся и осевой потоки на выходе из устройства образуют колеблющийся

конический факел разбрызгиваемой жидкости заполненной структуры. Необходимый напор Н, являющийся движущей силой для создания указанной структуры, получается за счет столба жидкости, равного длине патрубка I плюс высота слоя жидкости, над верхним срезом его. Минимальное давление, необходимое для разбрызгивания, состав- мм вод.ст. Газ непосредственно на тарелке в контакт с жидкостью не вступает,

а проходит по самостоятельным патрубкам. При отклонении от наклона угла пластин менее 50° или более 70° и диаметра осевого отверстия менее 0,3 или более 0,4 диаметра патрубка колебательный режим

работы нарушается, разбрызгивание происходит или полым факелом (при отверстии более 0,4 и угле наклона более 70°), или заполненным факелом без колебательного режима (при отверстии менее 0,3 и угле наклона менее 50°). При сочетаниях: угол наклона более 70° и диаметр осевого отверстия менее 0,3 или угол наклона менее 50 и диаметр осевого отверстия более 0,4 происходит вырождение факела в отдельные струи, что

резко ухудшает равномернрсть распределения жидкости по торцу насадки.

Испытания предлагаемого устройства показали, что степень равномерности распределения жидкости по насадке при его

использовании на 40-60% выше, чем равномерность, достигаемая известными низконапорными устройствам. Известно, что улучшение равномерности распределения жидкой фазы по насадке обеспечивает повышение коэффициентов массопередачи.

Формула изобретения Распределительное устройство для теп- ломассообменных аппаратов с насадкой,

содержащее плиту с установленными на ней разбрызгивающими патрубками, снабженными завихрителями жидкости, и патрубками для прохода газа, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности

процессов тепломассообмена за счетулучше- ния равномерности распределения жидкости по насадке и создания колебательного режима работы разбрызгивающего устройства, упрощения конструкции, каждый завихритель

жидкости выполнен из наклонных пластин, установленных по периферии под углом 50- 70° к вертикали и образующих в центре осевое отверстие, диаметр которого составляет 0,3-0,4 диаметра разбрызгивающего патрубка.

5S

J

J

II

J

II

r

I

s

«:-

H

CO

4

Изобретение относится к устройствам для равномерного распределения и перераспределения жидкости в насадочных теп- ломассообменных аппаратах, в частности к устройству для распределения (перераспределения) поглотительного (каменноугольного или солярового) масла в скрубберах для улавливания бензольных углеводородов, и позволяет повысить эффективность процесса тепломассообмена. Устройство для распределения жидкости содержит патрубки, оборудованные завихрителями, которые выполнены из наклонных пластин, установ- л ленных на периферии под углом 50-70° к вертикали и образующих в центре завихри- теля осевое отверстие, диаметр которого составляет 0,3-0,4 диаметра патрубка. 4 ил.