Массообменный аппарат Советский патент 1992 года по МПК B01D3/26 B01D3/30 

Техническое решение относится к области химического машиностроения.

Целью заявленного технического решения является повышение производительно - сти и расширение области использования аппарата.

На черт, представлен общий вид мас- сообменного аппарата в разрезе с линиями тока среды.

Аппарат содержит вертикально установленный корпус 1 с патрубками подачи 2, 3 и отвода 4, 5 среды, трубопровода 6, соединяющий патрубок 2 и барботер 7, выше которого установлена насадка 8. Насадка 8 состоит из двух усеченных конусов: верхнего 9 и нижнего 10 соединенного меньшими основаниями с торцами цилиндра 11, в котором выполнены отверстия 12. Оеь насадки совпадает с осью аппарата. Выше отверстий 12 соединен с внешней стороной насадки меньшим основанием направляющий усеченный конус 13, обращенный большим основанием вниз. В барботере 7 на оси аппарата выполнено сопло 14 (отверстие),

направленное вниз. Ниже отверстий 12 на внешней поверхности насадки 8 установлен кольцевой коллектор 15 с соплами 16 ориентированными под углом к вертикали в сторону нижней части боковой стенки аппарата. Коллектор 15 соединен с барботе- ром трубопроводом 17.

Аппарат работает следующим образом. Жидкие компоненты поступают в аппарат через патрубок 3, газовая фаза - через патрубок 2 и трубопровод 6 в барботер 7 и оттуда в коллектор 15. Газ выходит из бар- ботера 7 в виде мелких пузырьков и поднимается вверх через насадку 8. При подъеме пузырьков происходит массообмён между жидкой и газовой фазами. Из-за эрлифта в аппарате возникает циркуляционное движение среды. Из сопла 14 подается мощная струя газа направленная вниз, которая вызывает интенсивное двухциркуляционное движение среды в области дна. Циркуляционное движение возникает вследствие того, что возникает пара сил: силы всасывания между барботером (барботер представляем

VI 00

го о

N) Ю

из себя цилиндрический коллектор, диаметр которого меньше диаметра большего основания усеченного конуса 10) и нижним основанием усеченного конуса 10 насадки 8 и силы вызывающей движение жидкости на оси аппарата из-за воздействия на нее вытекающей струи газа из сопла 14. Газ также выходит из сопел 16 коллектора 15, при этом также возникает по обе стороны от насадки 8 двухциркуляционное движение жидкости. Данное движение также обусловлены возникновением пары сил: сил всасывания в зазор между барботером 7 и насадкой 8 и силы воздействия струй, выходящих из сопел 16. Второе циркуляционное течение возникает под действием- пары сил: сил всасывания через отверстия 12, возникающих из-за эжекции в насадке 8 и сил воздействия струй газа, выходящих из сопел 16, на жидкость. Установка направляющего усеченно- го конуса 13 позволяет: 1) предотвратить попадания в отверстия 12 среды, прошедшей через насадку 8 (если образуется пенный продукт, то предотвращает попадание пенного продукта), в результате в отверстия 12 попадает хорошо смешанный растворив котором нет преобладания какой-либо компоненты. В отверстия поступает раствор, содержащий концентрацию компонент среднюю в объеме. 2) Верхнее циркуляци- онное течение частично заходит выше усеченного конуса и оттесняет жидкость, выходящую из насадки 8 к боковой стенке аппарата, в результате вдоль боковой стенки возникает интенсивное движение жидко- рти. Таким образом, жидкость, выходящая из насадки сначала движется вдоль боковой стенки, потом постепенно всаЈУв ается в циркуляционное движение и смешивается с объемом жидкости.

Созданные циркуляцибнньГе Течения осуществляют интенсивное перемешивание в объеме, в результате в аппарате ликвидируются все застойные и малоэффективные зоны. Кроме того с газовой фазой взаимодействуют одинаково по времени как компоненты с большей плотностью, так и компоненты с меньшей плотностью.

Для определения эффективности предложенного аппарата были выполнены сравнительные эксперименты на лабораторных моделях объемом 0,1 м В качестве рабочих сред использовалась вода и газ С02. Расход и концентрация СОз были одинаковыми в обоих экспериментах. Эксперименты показали, что концентрация (суммарная) С02 в отходящих газах была на 15-20% выше в аппарате прототипе, чем в предложенном аппарате. Так как скорость массообменных процессов в предложенном аппарате на 15-20 % выше, чем в аппарате прототипе, то производительность аппарата можно увеличить на 15-20%,

Формула изобретенияМассообменный аппарат, содержащий вертикально установленный корпус с патрубками подачи и отвода сред, насадок, установленный по оси корпуса и барботер, расположенный под ним, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения области использования аппарата, насадок выполнен из. двух усеченных конусов, меньшие основания которых соединены с противоположными торцами цилиндра, в котором по периметру выполнены отверстия и снабжен направляющим сеченным конусом, большее основание которого ориентировано вниз, конус установлен на внешней стороне насадка, которая снабжена кольцевым коллектором под отверстиями, а сопла коллектора ориентированы вниз.

12

13

IS

Использование: в химическом машиностроении. Сущность изобретения: с целью повышения прозводительности и расширения области использования аппарата, насадок выполнен из двух усеченных конусов, меньшие основания которых соединены с противоположными торцами цилиндра, в котором по периметру выполнены отверстия и снабжен направляющим усеченным конусом, большее основание которого ориентировано вниз. Конус установлен на внешней стороне насадка, которая снабжена кольцевым коллектором, под отверстиями, а сопла коллектора ориентированы вниз. 1 ил.