Массообменный роторный аппарат Советский патент 1977 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к массообменным аппаратам для взаимодействия газа (пара) с жидкостью а поле действия центробежных сил при ведении процессов ректификации, абсорбции, дистилл5щии и реакций. Известен вертикальный роторный аппарат для систем газ (пар) - жидкость с общим противоточным направлением фаз, каждая секция которого состоит из неподвижного конуса, вала, двух сборок вращающихся колед, заборного конусного устройства для жидкости и Переточного устройства, в кото ром с целью увеличения скорости газа и продолжительности контакта между газом и жидкостью сборки вращающихся колец установлены с зазором, образующим лабиринтный канал. Однако в известном аппарате кольцевое сечение между сплощными коаксиальными кольцами лимитирует пропускную способност аппарата, наличие конуса питателя и гидрав лического затвора усложняет изготовление и эксплуатацию аппарата, так как в нем имеют место мертвые зоны, а в прост1 анст ,ве между каждыми двумя соседними секция ми не происходит контактирования медщу газом (паром) а жидкостью. Цель изобре-тення - регули-роваиии вре мени пребывания Ж5щкостн в аппарате, иа- ключение мертвых зон, интенсификация маосообмена, увелнчепне предельн ьч нагрузок по газу (пару) и жидкости и осуществление мнагократной рециркуляции жидкосгн на эл© ментах секции при общем противоточном двюкении фаз в аппарате. Для этого коаксиальные кольца вьиюл нены перфорнрованнымн н укрепленьг на Hapysv ных и внутренкнх поверхностях конусов . тора и статора, Кроме того, с целью облегчения монтажа и экономии метатша дистанционные кольца, несущие конусы статора, выполнены в виде корзин. На чертехш показагш схема секции масоообмениого роторного аппарата, разрез. Секция состоит из сочетания двух сплошных конусов; нетюдБИжного статора 1 и ...ра- щающегося ротора 2 с коаксиальио располо, женнымн на них перфоркрав;1иными KoabueNsn из иабо}:) пеггодвнжных 3 и врашаюшихс 4 колец и сплошными кольцами 5, дистанцио№ной втулки 6, крепежных винтов 7, вала 8, дистанционных колец, выполненных в виде корзин 9, с помощью: которых размещаются внутри корпуса 10 по высоте аппарата не- подвижные конусы - статоры 1, Аппарат работает следующим образом. Жидкость Xфлегма) подается сверху аг парата на первую по высоте секцию. Пар движется снизу вверх по высоте аппарата. Жидкость от стенки корпуса 10 по неподвижному конусу движется к центральной части аппарата, вртречая на своем пути первое от стенки корпуса неподвижное коль цо 3, скапливается в полоски между этим кольцом и конусом и чз этой полости увлекается первым от стенки корпуса вращающимся кольцом 4 и под действием денуробежной силы выбрасывается снова к стенке. Избыток жидкости преодолевает первое от стенки корпуса перфорированное неподви ное кольцо 3 и по неподвижному конусу 1 перетекает ко второму от стенки корпуса неподвижному перфорированному кольцу, откуда часть ее увлекается снова вторым от стенки корпуса вращающимся перфорированным кольцом 4 и под действием центробежной силы отбрасывается на первое от стенки корпуса неподвижное кольцо 3, Дал процесс рециркуляции жидкости повторяется последовательно от периферии к центру аппара та пока жидкость не попадет в пространство между дистанционной втулкой б и первым от центра аппарата вращающимся кольцом 4. Из .этой полости жидкость I под действие

центробежной силы выбрасывается на первое от центра аппарата сплощное кольцо 5, с которого под действием силы тяжести попадает в полость между первым, считая от центра, и вторым перфорированным кольцами и далее последовательно проходит от центра аппарата в радиальном направлении к стенке корпуса.

Пар движется навстречу жидкости снизу, проходя последовательно каждую пару nof вижных и неподвижных колец,

Причем при движении в кольцевых каналах лабиринтного типа, образованных кольцами 5, 4 и 3, пар движется противотоком жидкости, а в каналах, образованных сочетанием колец 3 и 4, имеет место npsfмоток в пространстве между каж,тым вралец и дистанционные кольца, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью регулирования времени пребывания жидкости в аппарате, исключения мертвых зон, интенсификации Массообмена, увеличения предельных нагрузок по газу (пару) и жидкости и осуществления многократной рециркуляции жидкости на элементах секции при общем противото ном двилшнии фаз в аппарате, коаксиальные кольца выполнены перфорированными и укреплены на наружных и внутренних поверхностях конусов ротора и статора,

2, Аппарат по п, 1, отличающийся тем, что, с целью облегчения монтажа и экономии металла, дистанционные кольца, несущие конусы статора, выполнены в виде корзин. щающимся и неподвижным к льцами, Koi- да направление движения пара к периферии совпадает с направлением движения жидкости, увлекаемой под действием центробежной силы кольцами 3 и 4 при обшем противотоке в секции аппарата. Контактирование газа (пара) с жидкостью происходит в условиях противотока и прямотока при общем противоточном дв№жении фаз по высоте аппарата. Конструкция ротора и статора, снабженных перфорированными кольцами, обеспечивает Miioгократное диспергирование жидкости в условиях постоянного и непрерывного обновления поверхности межфазного контакта за счет интенсивного формирования новых капель и последующего их удара о неподвижную преграду, что имеет место на каждом подвижном и неподвижном кольце. Предлагаемая конструкция обеспечивает эффективный массообмен как в поле дейст ВИЯ центробежных сил, так и в поле дей ствия сил тяжести, наличие перфорации разгружает проходные сечения и позволяет увеличить диспергирование жидкости, организовать ее многократную циркуляцию на элементах секции и полностью исключить мертвые зоны в аппарате. Формула изобретения 1. Массообменный роторный аппарат для контактирования между газом (паром) и жидкостью при ведении процессов ректификации и реакций, содержащий корпус с разм&щенными в нем конусными сборками ротора и статора, состоящими из коаксиальных ко/L - VTZTTT/////1 /Z.Z/ П Ч в, «а О О О О 7Z 222ZZZ ZZZ2ZZ y О х t/ Ов W т о |и О О О О О L V ЙЗЛ о с ot о о о V J V о Ъ о N у-д Y -у V к Э о OL о О fV