Тепломассообменный аппарат Советский патент 1991 года по МПК B01D3/28 

Изобретение относится к химическому аппаратостроению и может быть использо- вано для осуществления процессов тепломассообмена.

Цель изобретения - повышение производительности аппарата за счет чередования контакта газа с пленками и струями жидкой фазы.

На фиг.1 представлен тепломассооб- менный аппарат, общий вид, разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке А на фиг. 2.

Тепломассообменный аппарат (фиг.1) содержит корпус 1, снабженный патрубками для ввода 2 и вывода 3 газа, патрубками доя ввода 4 и вывода 5 жидкой фазы. В полости аппарата по высоте размещены периферийные 6 и приосевые 7 усеченные конические обечайки, установленные широкими основаниями вверх и вниз соответственно. В плоскости аппарата могут быть размещены и плоские наклонные поверхности, перекрывающие частично сечение аппарата. На свободных кромках периферийных и приосевых конических обечаек укреплены (фиг.2 и 3) дополнительные гофрированные 8 и плоские 9 кольца, чередующиеся по высоте. Кроме того, кольца смещены относительно друг друга на 5 - 10 h, где h - высота гофров.

Пределы смещения пластин относите, ьно одна другой определяются обьемом ЖИА ой фазы: чем больше ее объем, тем большими должны быть расстояния между гофрированными и плоскими пластинами, и тем на большие расстояния должны быть смещены они относительно одна другой. Ширина самих гофрированных и плоских пластин подбирается с таким расчетом, чтобы можно было бы надежно скрепить их между собой и с кромками периферийных и приосевых конических обечаек. Этому условию отвечает, например, ширина которая составляет 1,5 величины смещения. Так, ее(Л

С

о ю о

4 О

ю

ли найденные смещения гофрированных и шшских пластин 100 мм, то общая ширина атих колец 150 мм.

Аппарат работает следующим образом.

Газ подается через патрубок 2 снизу, а жидкая фаза - через патрубок 4 сверху. При этом через патрубок 4 в полость аппарата вводится форсунка. Как видно из чертежа, поток газа расширяется до полого кольца, обтекая нижнюю приосевую коническую обечайку 7, а проходя следующую периферийную коническую обечайку 6, сжимается до круглой струи.

Обтекая свободные кромки конических обечаек, поток газа контактирует с пленками и струями жидкости. На фиг.З видно, что часть жидкой фазы, проходя зазор между кромкой конической обечайкой 7 и гофрированной пластиной 8, превращается в пленку, а часть жидкой фазы, проходящая по каналам (впадинам) гофров, образует струю. За счет кинетической энергии движения жидкой фазы (фиг.2) и потока газа струи пленки стекают вниз с некоторым отклонением от вертикали. В результате контактирования с потоком газа (в этих местах он движется со скоростью 2-8 м/с) пленки сразу, а струи с некоторым запаздыванием превращаются в капли. В момент преобразования в капли и при последующем движении вниз жидкая фаза образует развитую и обновленную поверхность контакта фаз, что и обеспечивает интенсификацию взаимодействия потоков.

Такие взаимодействия повторяются во всех зазорах между коническими обечайками. Так как в полости тепломассообменно- го аппарата размещается большое количество обечаек обеих видов, то достигается высокая эффективность проводимых процессов, которая выражается в повышении производительности и/или КПД.

Поток газа, пройдя всю полость аппарата снизу-вверх, удаляется через патрубок

3. Жидкая фаза, пройдя всю полость аппарата сверху-вниз, удаляется на дальнейшую обработку через патрубок 5.

Возможны варианты исполнения тепломассообменого аппарата. Целесообразна свободные кромки обечаек отвальцевать таким образом, чтобы они приняли горизонтальное положение. В этом случае дополнительные гофрированные и плоские

элементы превращаются в гофрированные и плоские кольца, размещаемые горизонтально. Их кромки определяются соответствующими радиусами, что упрощает их изготовление.

Дальнейшее упрощение дополнительных элементов возможно, если конические обечайки образуют плоские грани (например, четырехугольные конические обечайки). Тогда дополнительные элементы

превращаются в гофрированные и плоские полосы необходимой ширины, но, какие бы ни были дополнительные элементы, они охватывают весь периметр свободных кромок конических обечаек и образуют замкнутые контуры. Поэтому их общее название обозначено термином кольцо. В данном случае оно может быть круглым, четырехгранным и т.д.

Формула изобретения

Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, в полости которого размещены усеченные периферийные и приосевые конические обечайки, обращенные широкими основаниями вверх и вниз соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата за счет чередования контакта газа с пленками и струями жидкой фазы, он

снабжен установленными на свободных кромках конических обечаек чередующимися по высоте гофрированными и плоскими кольцами, при этом каждое верхнее кольцо смещено относительно нижнего на 5 - 10 h,

5 где h - высота гофров.

Изобретение относится к химическому аппаратостроению, может быть использовано для осуществления процессов тепломассообмена и позволяет повысить производительность аппарата за счет чередования контакта газа с пленками и струями жидкой фазы. Теплообменный аппарат содержит корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, в полости которого размещены периферийные и приосевые усеченные конические обечайки, обращенные широкими основаниями вверх и вниз соответственно. На свободных кромках конических обечаек укреплены чередующиеся по высоте гофрированные и плоские кольца, при этом каждое верхнее кольцо смещено относительно нижнего кольца на 5-10 h, где h - высота гофров. 3 ил.

gЈgSs

7

6 1

№./