ПЕННЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ Советский патент 1970 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к конструкциям аппаратов для проведения процессов тепло-массообмена в системе газ-жидкость, например абсорбции.

Известен пенный массобменный аппарат для тепло- и массообменных процессов, представляющий собой корпус с расположенными по его высоте массообменными инжекционными тарелками с переливными патрубками. Этот аппарат работает недостаточно эффективно, так как абсорбент быстро насыщается из-за отсутствия предварительной сепарации газовой фазы.

С целью интенсификации процесса, предлагаемый аппарат снабжен конденсационно- сепарационным устройством с переливными патрубками. Устройство выполнено в виде пучка труб, снабженных в верхней части инжекционными устройствами и закрепленных в трубных досках, размещенных до и после инжекционных устройств и в нижней части труб. Это позволяет более рационально организовать движение нотоков и тем самым повысить эффективность аппарата.

На фиг. 1 схематически изображен пенный аппарат; на фиг. 2-сопловая головка диафрагмированной трубы (узел Л); на фиг. 3- инжекциоино-контактирующее устройство массообменной тарелки (узелБ).

Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса /, тарелки 2 и конденсациоцно-сепарацпонного устройства 3. Конденсационно-сецарационный узел выполнен в виде трубных решеток 4, 5 и 6, на которых укреплены диафрагмированные 7 и переливные 8 трубы, причем диафрагмированные трубы в своей верхней части, выступающей над трубной решеткой 6, превышают переливную трубу, а в нижней опущены несколько ниже верхнего среза патрубка 9 для вывода конденсата. На участках диафрагмированных труб, заключенных между трубными решетками 4 и 5, расположены сопловые головки 10,

и.меющие тангенциальные каналы 11 и диафрагмы 12.

Массобменная тарелка включает две трубные рещетки 13 и 14, между которыми закреплены корпусы /5 инжекционно-контактирующих устройств. Тарелка снабжена переливной трубой 16, у которой верхний конец выступает над плоскостью тарелки, а нижний несколько яе доходит до трубной решетки 4 конденсационно-сепарационного узла. Инжекционноконтактирующие устройства имеют каналы 17 для прохода жидкости в сопла 18 кольцевого сечения и камеры смещения 19. Аппарат работает следующим образом. Паровоздушная смесь при некотором давле6 приемную камеру 21, затем в тангенциальные каналы // сонловых головок 10, придающие газовой смеси вращательное движение, и во внутреннюю полость труб 7. Благодаря высокоскоростному закручиванию, в трубах происходит температурное разделение газовой смеси с образованием двух концентрических потоков, нагретого (периферийного) и охлажденного (центрального).

Нагретый поток, охлаждаемый через стенку, по мере движения вдоль диафрагмированных труб полностью переходит в холодный поток. Таким образом весь поток, поступивший в диафрагмированные трубы, проходит затем через диафрагму 12 и- выходит из верхних концов этих труб в камеру над конденсациоино-сепарационным устройством 3.

В результате температурного разделения в центральных слоях начинается интенсивная конденсация паров. Выделяющийся конденсат и другие жидкие частицы, приносимые газовым потоком, будучи значительно тяжелее, чем завихренный поток, под действием центробежных сил отбрасываются к иериферии и в виде пленки стекают вниз по внутренним поверхностям труб в камеру для накопления конденсата, рааположенную в нижней части аппарата.

Охлаждение труб 7 происходит за счет перелива абсорбента из камеры над массообменной тарелкой в межтрубное пространство .конденсационно-сепарационного устройства 3.

Очищенный от конденсирующихся паров и аэрозолей поток отсасывается массообменной тарелкой 2 на санитарную доочистку от оставшихся примесей путем абсорбции. Для этого

рабочую жидкость (абсорбент) через щтуцер 22 подают по каналам 17 в сопла 18 кольцевых инжекционно-контактирующих устройств тарелки. Из сопла жидкость вытекает в виде кольцевых струй и изливается в камеры смешения 19. При этом под действием инжекционных сил происходит подсос газовой фазы. Газожидкостные струи проходят слой жидкости, поддерживаемый на тарелке выступающей переливной трубой 16, вспенивают эту жидкость и образуют над ней слой пены.

Инжектирование массообменной тарелкой газовой фазы улучшает условия работы конденсационно-сепарационного узла за счет

уменьшения аэродинамических потерь в диафрагмированных трубах и повышает эффективность охлаждения газовой смеси и сепарации аэрозолей.

Предмет изобретения

1.Пенный массообменный аппарат, состоящий из корпуса, массообменных инл екционных тарелок с переливным патрубком, патрубков для подвода и отвода взаимодействующих

фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, под массообменной тарелкой расположено конденсац.ионно-сепарационное устройство.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что конденсационно-сепарационное устройство

снабжено переливными латрубками и выполнено в виде пучка труб, снабженных в верхней части, инжекционными устройствами и закрепленных в трубных досках, размещенных до и после инжекционных устройств и в нижней части труб.

Узе л А

иг.2

Узел В

fuz.3