Дегазатор Советский патент 1992 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может использоваться в производстве минеральных удобрений для дегазации плава карбамида от аммиака перед его грануляцией.

Целью изобретения является повышение степени дегазации и повышение производительности устройства.

Это достигается тем, что корпус с крышкой снабжены сообщающимися рубашками, причем патрубок ввода отдувочного газа размещен в нижней части рубашки корпуса, а крышка выполнена перфорированной однонаправленными щелевыми прорезями, соединенными по периметру с верхним концом полых лопастей переменной ширины, образующих конический завихритель, при этом нижний конец полых лопастей выведен в струйный генератор, загубленный в слой плава и выполненный из осесимметричного полого тела, перфорированного на боковой

(Л

С

поверхности поярусно отверстиями, соединенными с соплами, выполненными в виде трубок, ориентированных свободных концом под углом вверх. Сопла перфорированы в слое плава и выполнены из трубок переменного поперечного сечения. Сопла ориентированы тангенциально к боковой поверхности полого тела. Направление крутки отдувочного газа из струйного генератора ориентировано по направлению крутки в коническом завихрителе. Корпус снабжен направляющим усеченным конусом с меньшим основанием, направленным вниз и размещенным по высоте ниже свободного конца сопел с их перекрытием в плане,

В качестве отдувочного газа может быть использован только инертный газ, находящийся в состоянии термодинамического равновесия с плавом, т.е. если будет иметь место охлаждение плава, то начнется кри-ч о

о

Јь

сталлизация, что вызовет закупоривание выходного отверстия плава и, следовательно, аварию. При нагревании плава, частности карбамида, имеет место образование вредного компонента - биурета, что резко отрицательно влияет на качество продукции и потому также недопустимо. Поэтому отду- вочный газ вводится в нижнюю зону рубашки корпуса при температуре, близкой к температуре плава и, проходя снаружи кор- пуса, полностью переходит в состояние термодинамического равновесия с плавом, а затем поступает на контактирование с плавом. Это и является физической основой предложенных конструктивных решений. Устройство снабжено струйным генератором, в котором направленные газожидкостные струи ударяют в стекающую пленку плава, что приводит к интенсивному капле- образованию, сопровождаемому резким повышением поверхности контакта фаз, и обеспечивает повышение степени дегазации. В устройстве образован конический за- вихритель, который одновременно проводит отдувочный газ в струйный гене- ратор и сепарирует капли плава, в том числе и мелкодисперсные, уносимые с отработанным газом, что устраняет потери плава с брызгоуносом и способствует достижению цели изобретения.

На фиг.1 показан общий вид дегазатора, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - сопло струйного генератора; на фиг.4-6 - варианты выполнения полого тела струйного генератора; на фиг.7 - вариант струйного генератора с неполным погружением сопел в слой плава.

Дегазатор содержит корпус 1, нижняя часть которого выполнена конической. В верхней части корпуса размещен тангенци- ально патрубок подвода жидкости (плава), 2, в нижней - патрубок вывода дегазированного плава 3. Сверху корпуса размещена крышка 4. Корпус и крышка снабжены рубашками 5 и 6, которые соединены друг с другом перемычкой 7. В нижней части рубашки 5 размещен патрубок подвода отду- вочного газа 8, а патрубок вывода отработанного газа 9 установлен в верхней части крышки. Крышка перфорирована оди- наковыми однонаправленными прорезями 10, размещенными на равной высоте, Прорези соединены по периметру с верхним концом полых лопастей 11, образующих внутри корпуса конический завихритель 12. Лопасти 11 выполнены переменной ширины, уменьшающейся по длине и нижним концом вставлены в полое тело 13. Полое тело имеет осесимметричную форму и может выполняться в виде заглушенного

цилиндра, конуса или полусферы. Боковая поверхность полого тела перфорирована поярусно отверстиями 14, в которые тангенциально и под углом вверх вставлены сопла 15, состоящие из трубок разного поперечного сечения 16, 17 - большого и малого соответственно, которые соединены между собой коническими переходами 18. Сопла 15 могут выполнены в виде эжекторов. Трубки 17 перфорированы на боковой поверхности отверстиями 19. Полое тело с соплами образует струйный генератор 20, который полностью или частично погружается в плав. В случае частичного погружения в плав свободный конец сопел располагается выше уровня плава, при этом отверстия 19 должны находится в слое плава. К корпусу прикреплен направляющий усеченный конус 21, меньшее основание которого направлено вниз и в плане перекрывается соплами. По высоте конус 21 размещен ниже сопел 15,

Дегазатор работает следующим образом.

Плав подается в устройство посредством патрубка 2.Благодаря тангенциальному размещению патрубка 2 происходит растекание плава по внутренней поверхности корпуса 1 и гравитационное стекание в виде пленки вниз устройства. При этом происходит частичная дегазация плава за счет выделения из него физически растворенных газов. Отдувочный газ поступает в устройство через патрубок 8 и, двигаясь в рубашке 5, переходит в состояние термодинамического равновесия с плавом за счет процесса теплоотдачи от плава к газу через стенку корпуса 1. Далее газ по перемычке 7 поступает в пространство, образование рубашкой 6 и верхней крышкой 4, откуда поступает в щелевые отверстия 10, проходит внутри полых лопастей 11 вниз и поступает в полое тело 13, а из него через перфорацию 14 в сопла 15. В сопле 15 газ проходит участки трубок различного поперечного сечения. При этом, переходя с трубки 16 на конический переход 18, газ ускоряется и, проходя по трубке 17, скорость газа достигает максимального значения. Через .отверстия 19 происходит вовлечение плава в скоростной поток, так как отверстия 19 размещены в слое плава, и далее двухфазная смесь движется к выходному сечению сопла. Наличие в сопле участков переменного сечения с перфорацией в зоне наименьшего сечения обеспечивает увлечение газовым потоком значительного количества плава, что повышает кратность циркуляции плава и, следовательно, способствует его более полной дегазации. За счет

поярусного перфорированного полого тела 13 образуется значительное количество струй, что развивает поверхность контакта фаз и повышает кратность циркуляции плава, обеспечивая достижения цели изобретения, Двухфазная смесь вытекает из системы сопел 15, образующих струйный генератор, в виде системы струй, ориентированных под углом вверх и тангенциально к боковой поверхности полого тела 13. При достижении струями корпуса 1 происходит ударные взаимодействие двухфазных струй со стекающей пленкой плава. При этом происходит интенсивное дробление пленки плава и плава, содержащегося в струе. Дробление плава на капли сопровождается резким ростом поверхности контакта фаз и интенсивной дегазацией. Постоянное и эффективное обновление поверхности стекающей пленки плава за счет ее непрерывного возмуще- ния струями обеспечивает высокие локальные коэффициенты массоотдачи. Капли плава из зоны дробления пленки движутся преимущественно под углом вверх и поступают в токе газа на конический завих- ритель 12. При этом происходит осаждение капель на лопастях вниз в слой плава. Газ, пройдя конический завихритель 12, закручивается, что обеспечивает центробежное осаждение мелкодисперсных капель на внутренней поверхности верхней крышки 6, откуда они под действием силы тяжести стекают к лопастям 11 и по ним вниз устройства. Отработанный газ, состоящий из отдувочного газа и выделенного из плава, плотностью освобожденный от капель плава, выходит из устройства через штуцер 9. Плав после обработки струями протекает по направляющему конусу 21 и подводится к струйному генератору 13 в его нижней части благодаря тому, что по высоте конус 21 размещен ниже сопел 15. За счет того, что конус 21 перекрывается в плане соплами 15 происходит вовлечение значительной части плава в сопла с образованием струй. Это обеспечивает высокую кратность циркуляции и глубокую дегазацию плава. Плав, не увлеченный струями газа, перемещается вниз и через патрубок 3 выводится из устройства.

Совпадение направления движения двухфазных струй из струйного генератора 13 с направлением крутки в коническом за- вихрителе 12 обеспечивает усиление крутки газа, что способствует выделению мелкодисперсных капель и, следовательно, расширяет диапазон эффективной работы устройства.

Выполнение полых лопастей 11 с переменной шириной вызывает ускорение газового потока от периферии (из рубашки 5) к центру и обеспечивает в струйном генераторе 13 необходимые гидродинамические условия для равномерного поступления газа в сопла 15, размещенные поярусно, что обуславливает эффективную работу струйного генератора (высокую кратность циркуляции плава).

Технические преимущества изобретения заключаются в том, что для интенсификации дегазации используется отдувочный газ и обеспечены условия его термодинамического равновесия с плавом, что не вызывает изменения физических свойств плава и

существенно интенсифицирует его дегазацию. Организация процессов генерирования двухфазных струй, циркуляции плава и струйной обработки пленки плава в условиях высокоэффективной сепарации обеспечивает глубокую дегазацию и высокую производительность процесса.

Изобретение обеспечивает глубокую дегазацию при одновременном повышении производительности устройства.

Формула изобретения

1.Дегазатор, включающий корпус со слоем жидкости и крышкой, патрубки ввода и вывода жидкости отдувочного газа, о т- личающийся тем, что, с целью

повышения степени дегазации и повышения производительности процесса, корпус и крышка снабжены сообщающимися рубашками, дегазатор снабжен полыми лопастями переменной ширины, установленными в

корпусе с образованием конического завих- рителя, струйным генератором, соединенным с нижним концом полых лопастей, заглубленным в слой жидкости и выполненным в виде осесимметричного полого тела с

размещенными поярусно на боковой поверхности отверстиями, соединенными с соплами в виде трубок, ориентированных свободным концом под углом вверх, крышка выполнена с щелевыми прорезями, соединенными по периметру с верхним концом

полых лопастей, а патрубок ввода отдувочного газа размещен в нижней части рубашки корпуса.

2.Дегазатор по п. 1,отличающийся тем, что трубки перфорированы в слое жидкости и выполнены с переменным поперечным сечением.

3.Дегазатор по п.1,отличающийся тем, что сопла расположены тангенциально

к боковой поверхности полого тела.

4.Дегазатор поп.1,отличающийся тем, что направление крутки отдувочного газа совпадает с направлением крутки в за- вихрителе.

5. Дегазатор по п.1, от л и ч а ю щи и с я торого направлено вниз и размещено по тем, что корпус снабжен направляющим высоте ниже свободного конца сопл с их усеченным конусом, меньшее основание ко- перекрытием в плане.

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может использоваться в производстве минеральных удобрений для дегазации плава карбамида от аммиака перед его грануляцией. Цель изобретения -- повышение степени дегазации и повышение производительности устройства. Дегазатор содержит корпус со слоем плава и с крышкой, патрубки ввода и вывода плава, патрубки ввода и вывода отдувочного газа. Новым является размещение в устройстве струйного генератора 13, конического за- вихрителя 12, которые соединены друг с другом и сообщены с пространством между рубашкой 6 и крышкой 4. Струйный генератор выполнен из полого тела 12 и сопел 15, которые выполнены из трубок переменного сечения и перфорированы отверстиями 19. 4 з.п.ф-лы. 7 ил.

1

тт

о о о о

Q О Ь (У

о о о о

о о

о о

«.

й«.2

ГО О О 0Л 0 О О о о О

го о ф о о о о о о -ч

О О ф О

.

О О I О О

О OJ О О Л О О | С О О

fo о о; о о

В