Массообменный аппарат Советский патент 1993 года по МПК B01D53/18 B01D47/06 

Предлагаемое i изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов абсорбции, ректификации, охлаждения и мокрой очистки газов от твердых и газообразных компонентов.

Цель изобретения - повышение интенсивности массообмена (за счет повышения фазообмена),

На фиг.1 изображена схема заявляемого аппарата, общий вид; на фиг,2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - узел II на фиг.1; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2.

Массообменный аппарат содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, контактный элемент в видеукрепленных на перегородке 4 вертикальных труб 5 со спиралевидными вставками б, камеру 7 в средней части контактного элемента, ороситель в виде трубок 8, пропущенных по оси спиралевидной вставки и соединенных кол- лектором 9 с входным патрубком 10. Витки спиралевидной вставки 6 выполнены полыми с перфорированными стенками 11. Полость 12 витков соединена с трубками 8 оросителя через отверстия 13. Камера 7 ус- гановлена единой на все трубы 5. Целесообразно, чтобы стенка каждой трубы 5 под камерой 7 была выполнена полой, снабжена с наружной части отверстиями для подсоса частично отработанной жидкости 14, разме- щенными на уровне перегородки 4, а с внутренней части- вертикальными щелями 15 с отбортовкой 16 со стороны движения закрученного газового потока. Целесообразно также, -чтобы камера 7 была снабжена от- бойными конусами 17, каждый из которых укреплен над трубой 5 и снабжен сборным лотком по периметру конуса в его периферийной части. Лоток 18 снабжен сливной трубкой 19. опущенной на дно камеры 7, Патрубок 2 укреплен к корпусу 1 тангенциально. Под контактным элементом к корпусу 4 укреплен конусный элемент 20. Перегородка 4 снабжена сливными трубками 21. Днище камеры 7 имеет переливные трубки 22. Нижняя часть корпуса 1 снабжена патрубком 23 для слива жидкости с продуктами очистки.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Исходный газовый поток через тангенциальный входной патрубок 2 подается в нижнюю часть корпуса 1 и движется вверх к конусному элементу 20. При своем движении закрученный газовый поток, содержа- щий также газообразные компоненты, которые необходимо уловить, контактирует с пленкой жидкости, стекающей по стенке аппарата вниз. При этом отброшенные к стенкам центробежной силой частицы пыли

увлекаются пленкой жидкости в нижнюю часть аппарата и выводятся через патрубок 23. При движении вверх газового потока скорость его плавно увеличивается благодаря коническому элементу 20. При прохождении труб 5 газовый поток закручивается спиралевидными вставками 6, орошается жидкостью, распыляемой в вертикальном направлении вверх и вниз через поверхность 11 витков вставки, затем входит в камеру 7, где резко теряет свою скорость, дополнительно перемешиваясь и продолжая фазообмен, Далее газожидкостная смесь поступает в верхнюю часть контактных труб, выходя из которой он освобождается .от капель жидкости и выходит .из корпуса через патрубок 3. Отсепарирован- ная жидкость из камеры 7 перетекает на перегородку 4 по трубкам 22. По трубкам 21 жидкость перетекает с перегородки 4 на стенку корпуса .1 под контактным элементом. В связи с тем, что жидкость на орошение подается по перфорированным стенкам 11 вверх и вниз, вращающийся поток подхватывает и закручивает этот диспергированный жидкостный поток, поэтому увеличивается время межфазного контакта. При выполнении стенок труб 5 полыми частично отработанная жидкость, находящаяся на перегородке 4 подсасывается через отверстия 14 в полость стенки трубы 5 и распыляется через щелевые отверстия 15 за счет эжекции, возникающей при обтекании вращающимся жидкостным потоком отбор- товок 16. Это дополнительно увеличивает . интенсивность межфазного контакта. При установке конусов 17 в камере 7 вращающийся газожидкостный поток соударяется с конусом 17, круто меняя свое направление и, обтекая конус, движется вверх. Частицы жидкости вместе с уловленными загрязнениями за счет инерционных сил оседают на внутренней поверхности конуса и в виде пленки отжимаются потоком газа к периферии, где стекают в лоток и далее по трубке 19 направляются на днище камеры 7. При этом в результате интенсивного межфазного обмена под конусами 17 дополнительно смачиваются и улавливаются частицы пыли и газа и, вместе с тем, происходит предварительная сепарация газа, что снижает брызгоунос через патрубок 3.

Технико-экономическая эффективность предложенного аппарата по сравнению с прототипом (а.с. № 1304862) заключается в повышении степени очистки газа до 15-20% в результате интенсификации межфазногб контакта, обусловленного подачей орошающей жидкости через стенки спиралевидной вставки вверх и вниз, что вовлекает частицы

жидкости во вращательное движение и снижает вероятность отбрасывания их на стенку контактной трубы.

Выполнение камеры единой на все трубы существенно увеличивает ее объем за счет использования межтрубного пространства, что также улучшает условия межфазного контакта; Установка в камере отбойных конусов позволяет дополнительно повысить межфазный контакт и одновременно осуществить предварительную сепарацию, что снижает брызгоунос.

Формула изобретени я 1. Массообменный аппарат, включающий корпус с входным и выходным патрубками, контактны й элемент в виде укрепленных на перегородке вертикальных труб со спиралевидными вставками, камеру в средней части контактного элемента, ороситель в виде трубок, пропущенных по оси спиралевидной вставки, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности

массообмена за счет повышения фазообме- на, витки спиралевидной вставки выполнены полыми с перфорированными стенками, полость витков соединена с оросителем, а камера выполнена единой на все трубы со спиралевидными вставками.

2. Аппарат по п. 1,отличающийся тем, что стенка каждой трубы под камерой выполнена полой, наружная часть которой

на уровне перегородки выполнена с отверстиями для подсоса частично отработанной жидкости, а внутренняя часть выполнена с вертикальными щелями с отбортовкой со стороны движения закрученного газового

потока.

3. Аппарат по пп.1 и 2, отличаю- щ и и с я тем, что камера снабжена отбойными конусами, каждый из которых укреплен над трубой и снабжен сборным лотком по периметру в его периферийной части, причем лоток снабжен сливной трубкой, опущенной на дно камеры.

6 8

фиг.З

Использование: для процессов абсорбции, ректификации, охлаждения и мокрой очистки газов от твердых и.газообразных компонентов. Сущность изобретения: аппарат содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, контактный .элемент в виде труб 5 со спиралевидными вставками 6, камеру 7 в средней части контактного элемента, общую на все трубы 5, ороситель в виде трубок 8. Витки спиралевидных вставок выполнены полыми с перфорированными стенками. Целесообразно, чтобы стенки труб 5 были полыми и имели отверстия для подсоса жидкости, размещенные на уровне перегородки 4, и вертикальные щели с от- бортовками для дополнительной эжекции жидкости. Целесообразно также, чтобы камера 7 была снабжена отбойными конусами со сборными лотками и сливными трубками. При подьеме газа по контактным трубам 5 орошающая жидкость подается вниз и вверх между витками, что увеличивает время межфазного контакта и повышает его интенсивность. Наличие конусов дополнительно повышает межфазный контакт и предварительно сепарирует жидкость. 2з.п. ф-лы, 4 ил. 10 ел С