Массообменный аппарат вихревого типа Советский патент 1975 года по МПК B01D3/20 B01D3/30 

1

Изобретение предназначено для процессов абсорбции и ректификации и относится к аппаратам вихревого типа с однонаправленным движением фаз в контактном объеме.

Известен массообменный аппарат вихревого типа, включающий корпус с размещенными по высоте его контактными устройствами в виде стаканов с сепарационными элементами, по оси каждого из которых расположена центральная переливная труба с боковыми переточными трубами, выполненными сплошными.

Иедостатками такого аппарата являются наличие боковых переточных труб, которые перегораживают вихревой поток, уменьщая тем самым сечение для прохода газа и увеличивая гидравлическое сопротивление ступени; разрущают закрутку потока, сформированную на предшествующей ступени. Форма переточных труб (в поперечном сечении) не соответствует направлению вращающегося газа - она хороша для обтекания прямым потоком. Поэтому предварительно закрученный поток, проходя между такими переточными трубами, распрямляется. К недостаткам следует также отнести наличие осевого завихрителя с полыми лопатками. Во-первых, изготовление таких завихрителей является весьма и дороги.м, во-вторых, объемные (но не плоские) лопатки существенно уменьшают сечение для прохода газа и повышают сопротивление завихрителя.

Более тонкими лопатки делать также нельзя, так как при этом уменьшается проход для жидкости (суммарное сечение всех лопаток должно быть равно сечению центральной переточной трубы). В связи с этим колонны, ил1еющпе осевые завихрители с полыми объе.мными лопатками, имеют весьма низкий предел но расходам жидкости, в противном случае у них резко возрастает гидравлическое сопротивление.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Для этого в предлагаемом массообменном аппарате боковая поверхность боковых нереточных труб выполнена в форме закручивающих лопаток, образующих конусный завихритель с тангенциальны.мп каналами для прохода газа. Форма труб-лопаток и каналов для газа не только не разрущает закрутку потока,

а наоборот, способствует ей. Трубы-лопатки предлагаемого конусного завихрптеля не уменьшают сечение для прохода газа.

На фиг. 1 изображен описываемый массооб.менный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1.

Массообменный аппарат вихревого типа включает цилиндрический корпус 1, внутри которого расположен одни или несколько однотпппых контактных элементов. Единичный

3

контактный элемент содержит контактный стакан 2 с продольными сепарационными щелями 3, боковые переточные трубы 4, имеющие форму закручивающих лопаток, образующих в совокупности конусный завихритель с тангенциальными каналами для прохода газа; центральную переточную трубу 5 и цилиндрический отбойник 6. Форма труб-лопаток обусловлена пересечением поверхностей усеченного конуса и усеченной многогранной призмы (в частности, щестигранной). Трубы-лопатки расположены одна относительно другой таким образом, что в любом горизонтальном сечении между ними образуются тангенциальные каналы для прохода газа (фиг. 2).

Аппарат в целом работает по противоточному принципу: газ движется снизу вверх, жидкость - сверху вниз. В пределах контактных элементов обе фазы движутся в одном направлении (вверх).

Газ, проходя между лопатками конусного завихрителя, получает закрутку. Жидкость с выщележащей тарелки через открытый конец центральной переточной трубы 5 подается внутрь конусного завихрителя, дробится газом на мельчайшие капли, которые под действием

4

центробежных сил отбрасываются на стенку контактного стакана 2, затем в виде пленки продолжает двигаться вверх по винтовой ;IMнии, пока не проваливается в продольные сепарационные нгели 3 (фиг. 3). В этом месте газ освобождается от жидкости и, не теряя закрутки, поступает на выщележащую ступень. Отсепарированная проконтактировавщая жидкость стекает самотеком по переточным трубам на нижележащую ступень.

Предмет изобретения

Массообменный аппарат вихревого типа, включающий корпус с размещенными по высоте его контактными устройствами в виде стаканов с элементами, по оси каждого из которых расположена центральная переливная труба с боковыми переточными трубами, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет уменьшения гидравлического сопротивления и расстояния, между контактными устройствами боковая поверхность переточных труб выполнена в виде закручивающих лопаток, образующих конусный завихритель с тангенциальными каналами для прохода газа.

Фиг I --

А -А

6-6