ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ Советский патент 1971 года по МПК B01D3/28 

Предлагаемое изобретение относится к аипаратам для проведения процессов тепломассообмена в системе газ-жидкость, например абсорбции.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий контактные тарелки со встроенны П1 теплообменными трубами с завихрителями. В таком аппарате процессы тепло- и массообмена происходят недостаточно эффективно, так как теплообменные устройства не обеспечивают предварительного охлаждения парогазовой смеси, интенсивной конденсации иаров и сепарации аэрозолей.

Целью изобретения является устранение этих недостатков путелг интенсификации процесса конденсации паров, сепарации аэрозолей до поступления на абсорбцию за счет высокоскоростного закручивания газовой фазы в BHXpeBiiix трубках, охлаждаемых пенным слоем.

Сущность изобретения заключается в том, что тенломассообменный аппарат снабжен теплообменными трубами, верхние концы которых с завихрителями для высокоскоростного закручивания газовой фазы вмонтированы в трубную решетку приемной камеры паро-газовой смеси, а сами трубы пропущены сквозь тарелки и охлаждаются пенным слоем и газовой фазой, образованными абсорбентом и паDO-газовой (газовой ) фазой, прощедщей через упомянутые трубки. Сквозь приемную камеру пропущены трубы для свободного прохода пены с целью охлаждения трубной рещетки и камеры. Нижние, открытые концы вихревых

труб опущены в изолированную от абсор-бентахладагента разделительную камеру, обеспечивающую свободный выход отделенной газовой фазы под нижнюю тарелку. Разделительная камера сообщается с межтрубным пространством аппарата.

На чертеже изображен предлагаемый тепломассообменный аппарат.

Аппарат содержит вертикальный корпус /, оборудованный внутри пенными решетчатыми

тарелками 2 с переливными устройствами «V, со штуцерами: 4 - для ввода абсорбента в аппарат, 5 - для ввода паро-газовой смеси в ириемную камеру 6. 7 - для вывода очищенного газа, 8 и 9 - для вывода абсорбента из

аппарата, W - для вывода конденсата из аппарата. Сквозь пенные тарелки 2 аппарата пропущены трубки 11. верхние концы которых с завихрителями 12 для высокоскоростного закручивания газовой фазы вмонтированы в

трубную рещетку 13 приемной камеры 6 парогазовой смеси. Через приемную камеру пропущены трубки 14 для свободного прохода газа и пены. Нижние концы труб 11 опущены в разделительную камеру /5, изолируемую в апмн 17 для свободного выхода отделенной газо ;оГг фаз1.1 под нижнюю тарелку.

Паро-газовая смесь под даг лением и при нопышенноп темнсратуре через штуцер 5 ноступает в нр.иемную камеру 6, затем через завихрители 12, пр.идающие наро-газовой смеси высокоскоростное вращательное движение, постунает во внутреннюю полость труб У/. Благодаря высокоскоростному закручиванию в п,ентральной части трубы нроисходит концентрация внесенной и сконденсировавп ейея дисперсной фазы. При этом ироисходит укрупнсиис аэрозолей, которые под .действием центробежнь х сил отбрасываются к стенке трубы и 1 виде пленки стекают по ее в} утреНПм по1 е ххностям ii разделительную камеру /5 для иакоплення конденсата.

При высокоскоростном за.-кручивании может наблюдаться температ рное разделение иаро1-азовой смеси с образованием двух концентрнчНых потоков: нагретого (иерифер.ийного) п охлажденного (центрального). Разность температур этнх нотоков внутри трубы может достигать нескольких десятков 1радусов, что дополнительно ннтенсифпцнруст процесс теплообмена.

Процессы охлаждения паро-газовой смеси и конденеаги1н наров интенсифицируются ох.лаждепием трубноГ решеткп 13. нр-цемной ка.меры 6 и труб /7 с завихрнтелями 12 пенным слоем.

В предлагаемом аппарате в качестве хладагента исиользуется пена, образованная абсорбентом н иаро-газог.О смесью, ироходяп;ей по т)убам //15 камеру 15 и затем но патруб1 ам 17 сиециа.тьно ; тарелки 16 иод нижнюю тарелку 2.

Абсорбент подают через Н1туцер 4 г.вода жидкости и гидрозатвор иерели-вного устройства 3 на верхнюю ненную тарелку 2, где он движется в 1И-где слоя , проходит через сливное отверстие и, гюрелппаясь через порог, 1 опадает в сЛИвную коробку нереливного xCTpoiiCTBa, где иена разручиается. Зате.м через гидра 1 лнчес1и-и 1 затвор н иерелинное OTiiepстис абсорбе1гг стекает па следукицую реиютку, где сиова всиенивается под действием ириходящего газа н т. д. В процеесе коптактиро:.ания на та-релке в пенном режиме примеси, оставшиеся после конденсацией и сепарации ; иаро-1юздуп1ной смееи, иереходят в абсорбент. После контактиро1зания очищенный газ с верхней тарелки ироходнт но трубкам 14 м через игтуцер 7 15ыбрасываетея в атмосферу или панравляется на техиологнческие нужд)1.

Абсорбент, етекающ 1Й е нижней тарелкн, выводится неноередствеино из гидравлического затвора через штуцер 8. Через иггуиер 9 выводится абсорбент, иротекающиГ через отверстия таерелыи. Конденсат, наконленный в камере 15, отводнтся через штуце) 10.

П)едлагае.м ы и теплом ассообмси а ип а рат может быть нрн.менен в химической и родствеитиях отраслях промышленпости для нроведония ироцессов абсорбции н санитарно1 |

оч-истки отходящих газов (наро-газовой смеси), когда последние содержат ценные или 1 редн1з1е конденеирующиеся примеси и аэрозолн, которые нуте.м охлаждения в вихревы ; )убах .могут бьггь сконденсированы н отеепаpnpoBaiHji, а нееконденсиро1 ави1аяся часть 1 0гло1цена абсорбентом.

Пред .м е т н з о б р е т е н :i я

Тсиломассооб.мецнып ainuipaT, состоящий из ко1гтактных тарелок со встроенными теилообменны.мн трубами, внут)11 каждой нз кото)ч |;омеи1.ены завих )ители, отличающийся те.м, По, с целью сеиарацни аэрозоле;, илтенсифиKaHiH H нроцесса тепломассооб.мена, нсключо1П1Я кон1-акта конденсата с абсорбентом, а Taivже обеспечения условий нспользоватшя абсо;)бепта в качестве хладагента, верхние теН.лооб.меНН1)1х труб вмоитн юваны в трубну:о

решетку приемной камеры исходного газ;;, имеюп.1ей нзолФфованные сквозиые трубкн, а нижние, открытые концы теилообмеиных труб вмонтированы в изолироваииую от абсорбеита-хл;1да ента 1азде;1Ителы-|у1о ка., сообщаюн1.уюся с межтрубным нространством аппарата.

5