Роторный ректификационный аппарат Советский патент 1992 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к роторным массообменным аппаратам для осуществления контакта в системах пар - жидкость и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической и других от- раслей промышленности.

Известен роторный массообменный аппарат, состоящий из корпуса, штуцеров для подвода и вывода пара и жидкости, ротора с кольцевой насадкой, закрепленного на ват лу и приводимого во вращение при помощи электропривода.

Недостатками аппарата являются повышенные энергозатраты на единицу продукции, низкая надежность узлов подшипников, уплотнения.

Наиболее близким к предлагаемому является тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, ротор, выполненный в виде двух перфорированных обечаек с тор- цовыми дисками, пространство между которыми заполнено насадкой, снабженный лопастями, укрепленными на его наружной поверхности, патрубок для подвода пара, расположенный в корпусе тангенциально по ходу вращения ротора, патрубки для подвода и отвода жидкости.

Недостатками конструкции являются ограниченная производительность и низкая надежность.

Цель изобретения - увеличение производительности и надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в роторном ректификационном аппарате, включающем корпус, ротор, выполненный в виде двух перфорированных обечаек с торцовыми дисками, пространство между которыми заполнено насадкой, снабженный лопастями, укрепленными на его наружной поверхности, патрубок для подвода пара, расположенный в корпусе тангенциально походу вращения ротора, патрубки для подвода и отвода жидкости, ротор в пространстве между кольцевой насадкой и осью снабжен дополнительной перфорирован- ной обечайкой, зажатой торцовыми дисками, с установленными на ее внутренней поверхности стаканами, ориентированными днищем к оси ротора, в боковой поверхности которых у днища выполнены отверстия, а один из торцовых дисков с внешней стороны снабжен карманом с отборной трубкой, при этом внутренние полости ротора и кармана сообщаются отверстиями в торцовом диске, выполнен- ными рядом с внутренней поверхностью дополнительной перфорированной обечайки ротора.

В прототипе имеет место ограничение производительности по паровой фазе

вследствие возрастания скорости паровой фазы вдоль оси ротора, приводящее к уносу жидкой фазы с паровой, что, в свою очередь, снижает качество разделения.

В предлагаемой конструкции увеличение производительности достигается тем, что на орошение аппарата подается охлажденная жидкость, которая.контактируя с паром в приосевой части ротора, полностью конденсирует пар, при этом пар движется в роторе только в радиальном направлении, нет его осевого перемещения и выход пара из аппарата отсутствует. Таким образом, полностью исключается капельный унос жидкости и снижается ограничение по производительности аппарата, при этом производительность апп.арата может быть увеличена за счет повышения скорости в насадке до предела - захлебывания. Дальнейшее увеличение производительности осуществляется за счет неограниченного увеличения длины аппарата (насадки). В прототипе предельная производительность ограничивается осевой скоростью пара у выходного парового патрубка/Таким образом, единственная возможность увеличения производительности - это увеличение размеров парового патрубка, а .соответственно и диаметра аппарата, что может вызвать большие конструктивные трудности как по точности изготовления аппарата так и по возможности уплотнения торцовой стенки ротора и корпуса аппарата.

В предлагаемой конструкции отпадает необходимость герметизации торцовой стенки между ротором и корпусом аппарата ввиду того, что внешняя паровая камера полностью отделена от паровой камеры внутренней ротора, вследствие чего отпадает необходимость в установке торцового уплотнения.

На фиг. 1 представлена конструкция роторного ректификационного аппарата; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Роторный ректификационный аппарат содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого на оси 2 в подшипниках 3 скольжения установлен цилиндрический ротор, состоящий из торцовых дисков 4, кольцевой насадки 5, перфорированной обечайки 6, снабженной с внутренней стороны стаканами 7, в боковой поверхности которых выполнены отверстия . Один из торцовых дисков 4 с внешней стороны снабжен карманом 9 с отборной трубкой 10, при этом внутренние полости ротора и кармана сообщаются отверстиями 11 в торцовом диске рядом с внутренней поверхностью перфорированной обечайки 6. На наружной части ротора

между торцовыми дисками 4 установлены прогнутые лопасти 12. Цилиндрический корпус 1 снабжен патрубками подвода пара 13, отвода несконденсировавшихся газов 14, подвода жидкости 15, устройствами, для подачи 16 и вывода 17 жидкости, отбойником. .

Аппарат работает следующим образом.

Пар поступает в аппарат по сужающемуся патрубку 13, расположенному на цилиндрической части корпуса 1 тангенциально по ходу вращения ротора. Кинетическая энергия пара передается изогнутым лопастям 12, ориентированным навстречу газовому потоку, приводя во вращение ротор с кольцевой насадкой 5. Далее пар проходит кольцевую насадку 5 ротора от периферии к центру и через боковые отверстия 8 в стаканах 7, установленных на перфорированной обечайке б. поступает во внутреннюю полость ротора, где пар конденсируется за счет контакта с охлажденной жидкостью, подаваемой посредством патрубка 15 подачи жидкости, полой оси 2 и устройством 16 подачи (например, форсунок). Жидкость и паровой кон- .денсат собираются с внутренней стороны перфорированной обечайки 6 и образуют кольцеобразный слой жидкости, предотвращающий проскок пара через перфорацию обечайки 6. Далее под действием центробежной силы часть через отверстия в цилиндрической части обечайки 6 разбрызгивается на внутреннюю поверхность кольцевой насадки 5, проходит сквозь насадку от центра к периферии, контактируя с поступающим паром, обогащаясь легкокипящим компонентом, разбрызгивается на внутреннюю цилиндрическую часть корпуса 1 и с помощью устройства 17 вывода жидкости выводится из аппарата. Другая часть жидкости с перфорированной обечайки б посредством отверстий 11 подается в цилиндрический карман 9, откуда отборной трубкой 10 - во внешнее теплообменное устройство, в котором охлаждается. Далее часть жидкости направляется на повторный цикл в аппарат к патрубку 15. Оставшаяся часть жидкости, обогащенная низкокипящим компонентом, отводится из аппарата.

Для отвода могущих попасть во внутреннюю полость неконденсирующихся газов предусмотрен патрубок 14.

Наличие дополнительной перфориро- 5 ванной цилиндрической обечайки, зажатой торцовыми дисками в пространстве между кольцевой насадкой и валом ротора, с установленными с внутренней поверхности стаканами, ориентированными днищем к оси

0 ротора, в боковой поверхности которых выполнены отверстия, и снабжение одного из дисков цилиндрическим карманом с отборной трубкой, внутренняя полость которого сообщается с внутренней полостью допол5 нительной перфорированной обечайкой, позволяет увеличить производительность аппарата за счет увеличения скорости паровой фазы, длины насадки за счет организации полной конденсации пара внутри

0 аппарата, при этом отпадает необходимость в торцовом уплотнении, что значи- . тельно повышает надежность аппарата. Формул аи з о б р е те н и я Роторный ректификационный аппарат,

5 включающий корпус, ротор, выполненный в виде двух перфорированных обечаек с торцовыми дисками, пространство между которыми заполнено насадкой, снабженный лопастями, укрепленными на его наружной

0 поверхности, патрубок для подвода пара, расположенный в корпусе тангенциально по ходу вращения, ротора, патрубки для подвода и отвода жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличения производи5 тельности и надежности в работе, ротор в пространстве между кольцевой насадкой и осью снабжен дополнительной перфорированной обечайкой, зажатой торцовыми дисками, с установленными на ее внутренней

0 поверхности .стаканами, ориентированными днищем к оси ротора, в боковой поверхности которых у днища выполнены отверстия, а один из торцовых дисков с внешней стороны снабжен карманом с от5 борной трубкой, при этом в торцовом диске выполнены отверстия соосно оси ротора рядом с внутренней поверхностью дополнительной перфорированной обечайки ротора, посредством которых сообщаются

0 внутренние полости ротора и кармана.

,:Ж

Фиг. 2

Фиг.з