Массообменный аппарат Советский патент 1992 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к массообмен- ным аппаратам, предназначенным для разделения многофазных систем в процессах абсорбции, ректификации и дистилляции, и может быть использовано в системах управления шаровыми кранами газопроводов.

Известен фильтр-влагоотделитель, включающий корпус с входным и выходным каналами, соединенный с ним резервуар для сбора конденсата, закручивающее устройство с уплотнениями, установленное по ходу потока между входным каналом и резервуаром, фильтрующий элемент, установ-. ленный сосуд с корпусом.

Также известен фильтр, содержащий корпус с днищем и крышкой, патрубки входа и выхода воздуха и слива конденсата, перфорированный цилиндр с закрепленным фильтрующим элементом. При этом установленный в крышке фильтроэлемент выполнен из набора горизонтальных полых конических пластин, каждая из которых включает совмещенные основаниями тарелки с фильтрующим материалом из базальтового картона с гидрофобной пластиной, расположенной между ними.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является массообменный аппарат, содержащий корпус с горизонтальной крышкой, к которой прикреплены контактные коаксиальные цилиндры с завихрителями, установленные между ними промежуточные цилиндры и расположенную под ними барботажную ванну, установленный по оси аппарата цилиндрический пористый элемент и установленную под барботажной ванной дополнительную ванну.

Недостатком известного аппарата является то, что при работе аппарата в импульсVI

ю о

ном режиме имеет место унос жидкости. Это делает невозможным его использование в работе шаровых кранов газопроводов, надежность которых нарушается из-за наличия влаги в газе, обуславливающей коррозию. Кроме того, в условиях отрицательных температур возникает гидратообразование и обледенение. Для этого требуются дополнительные материальные затраты и обслуживающий персонал.

Цель изобретения - использование аппарата в импульсном режиме и повышение надежности работы шаровых кранов.

Для достижения этой цели в известном массообменном аппарате, содержащем корпус с горизонтальной крышкой, к которой прикреплены контактные коаксиальные цилиндры с завихрителями, установленные между ними в контактных полостях промежуточные цилиндры и расположенную под ними барботажную ванну, цилиндрический пористый элемент, размещенный по оси аппарата, дополнительную ванну, барбо- тажная ванна выполнена в виде замкнутого коаксиального объема и погружена в дополнительную ванну, при этом аппарат снабжен пористой шайбой, установленной в верхней части кольцевого канала между цилиндром-питателем и пористым цилиндрическим элементом, а количество коаксиальных цилиндров выбирается равным п-1, где п -число контактных полостей, кратное 2.

На чертеже показан массообменный аппарат.

Массообменный аппарат содержит корпус 3 с горизонтальной крышкой 20, контактные коаксиальные цилиндры 5, 6, 23 с завихрителями 10-12 и 25 и установленные между ними в контактных полостях 7, 8, 24, кроме 9, промежуточные цилиндры 13-17, из которых 13 и 14 выполнены сплошными, а 15-17 - перфорированными и расположенную под ними барботажную ванну 2, цилиндрический пористый элемент 18, размещенный по оси аппарата, дополнительную ванну 1. Барботажная ванна 2 выполнена в виде замкнутого коаксиального объема и погружена в дополнительную ванну 1.

В верхней части кольцевого канала, образованного цилиндрами 22 и корпусом 3, между цилиндром-питателем 19 и пористым цилиндрическим элементом 18 установлена пористая шайба 26. Количество коаксиальных цилиндров выбирается равным п-1, где п - число контактных полостей, кратное 2. Слив жидкости осуществляется через штуцер 27 слива. Слив жидкости из дополнительной ванны контактной ступени

на нижележащую ступень осуществляется через промежуточную перфорированную перегородку 21. Аппарат снабжен наружным цилиндром 22.

Газ поступает в барботажную ванну 2.

Через перфорацию в верхней ее части жидкость уносится вместе с газом и через завих- ритель 12 поступает в контактную полость 7, где газ проходит параллельными потока0 ми по двум каналам. В этой полости, как в средней контактной полости 24, имеет место массообменный процесс с возвратом жидкости на вход второго канала. В канал первой и второй полости 7 поступает жид5 кость не только из средней контактной полости 8, но и вместе с газом из барботажной ванны 2 и дополнительной ванны 1. Из второго канала полости 7 жидкость снова отводится в дополнительную ванну 1 по

0 кольцевому каналу, образованному между цилиндрами 22 и корпусом 3, а газ через завихритель 10 поступает в среднюю контактную полость 8. В этой контактной полости возврата жидкости нет. Промежуточный

5 цилиндр 16 предназначен для отражения жидкости, интенсивного дробления ее на мельчайшие капельки повторного распыления закрученным потоком во втором канале этой полости, что улучшает

0 массообмен. В средней контактной полости поток нисходящий. Центробежными силами частицы жидкости отбрасываются к стенке коаксиального цилиндра 5, в виде пленки жидкость движется по ней вниз и

5 через отсекатель поступает в первый канал контактной полости 7, где снова подхватывается закрученным восходящим потоком, а газ, барботируя через жидкость дополнительной ванны 1, уносит с собой часть жид0 кости через завихритель 11 и входит в контактную полость 24, в которой происходит интенсивный массообмен, аналогичный массообмену в полости 7, с возвратом жидкости на вход второго канала. Однако в ка5 нал первой и второй контактной полости 24 поступает жидкость не только из контактной полости 8, но и вместе с газом из дополнительной ванны 1. Таким образом, в контактных полостях 24 и 7 часть жидкости с учетом

0 возврата ее проходит двойной путь, а каждая капелька жидкости из ванн 1 и 2 может многократно вноситься в контактные кольцевые полости в мелкодисперсном состоянии и участвовать в массобменном

5 процессе. Тем самым обеспечивается эффективный массообмен в каждом контактном элементе контактного блока. Из дополнительной ванны 1 отработанная жидкость через край ванны сливается на проме- жуточную перфорированную перегородку

21, а затем на нижележащую контактную ступень. Газ, поступив через завихритель 25 во внутреннюю контактную полость 9, через пористый цилиндрический элемент 18 и пористую шайбу 26 выходит на вышележащую ступень.

Жидкость с вышележащей контактной ступени (горизонтальная перегородка 20) по цилиндру-питателю 19 стекает во внутреннюю полость пористого элемента 18, собирается в нем, заполняя примерно 1/4 часть его объема (по высоте). Под действием капиллярных сил жидкость смачивает пористый материал и под действием столба жидкости поступает в канал внутренней контактной полости 9, где по штуцеру 27 слива стекает в дополнительную ванну 1.

Аппарат предотвращает унос жидкости. Интенсификация массообмена и дополнительная очистка газа создают надежность работы шаровых кранов, а также возможность их эксплуатации при отрицательных температурах.

Формула изобретения Массообменный аппарат, содержащий корпус с горизонтальной крышкой, к которой прикреплены контактные коаксиальные

цилиндры с завихрителями, установленные между ними в контактных полостях промежуточные цилиндры и расположенную под ними барботажную ванну, цилиндрический пористый элемент, размещенный по оси аппарата, дополнительную ванну, отличающийся тем, что, с целью использования аппарата в импульсном режиме и повышения надежности работы шаровых кранов, барботажная ванна выполнена в видезамкнутого коаксиального объема и погружена в дополнительную ванну, при этом аппарат снабжен пористой шайбой, установленной в верхней части кольцевого канала между цилиндром-питателем и

пористым цилиндрическим элементом, а количество коаксиальных цилиндров выбирается равным п-1, где п - число контактных полостей, кратное 2.

Изобретение относится к массообмен- ным аппаратам для разделения многофазных систем в процессах абсорбции, ректификации и дистилляции и может быть использовано в системах управления шаровыми кранами газопроводов. Массообменный аппарат содержит корпус с горизонтальной крышкой, к которой прикреплены контактные коаксиальные цилиндры с завихрителями, установленные между ними промежуточные цилиндры и расположенные под ними барботажную ванну, установленный по оси аппарата цилиндрический пористый элемент, дополнительную ванну. Барботажная ванна выполнена в виде замкнутого перфорированного коаксиального обьема, погруженного в дополнительную ванну, на выходе из массообменного аппарата установлена пористая шайба, а количество коаксиальных цилиндров выбирается равным (п-1), где п - число контактных полостей, кратное 2. 1 ил. Ё

15

/ /

I i г у f I т 1

/17

25 Ю