Массообменная вихревая колонна Советский патент 1977 года по МПК B01D3/30 

I

Изобретение относится к конструкции массообмеиных вихревых колонн для взаимодействия пара с засоренными жидкостями в. закручспиом потоке и может быть применено в процессах ректиф ;кацн1;.

Известна коиструкц 1Я массообмоннон вихpeeoii колонны для ректификации засоренных Нчидкостей, включающая корпус, лопаточный завихритель и иссуи;у О штангу 1.

Колонна обладает недостатком, заключающимся в том, что завихритель создает большое гидродинамическое сопротивление по паровому потоку, так как живое сечение резко уменьшается. С увеличением скорости парового потока сила трения о Жидкость возрастает на столько, что высота столба жидкостной пленки становится недостаточной для организации движенИЯ жидкости вниз и начинается унос жидкости вверх. Скорость парового пото-ка, при которой начинается унос, считается пределом для данного типа колонн и ИМеет величину порядка 5-6 м/с. Это опраннчива.ет пропускную способность колонны, как по жидкостному, так и- по газовому потокам.

Известна также ректификационная колонна, включаюн1,ая корнус с проходянюй по его оси несуп1,ей штангой, но высоте которой расположены элементы, шрающие роль лопаточных завихрдтелей 2). В этой колонне гфоцесс массообмена иротскаст на поверхности раздела фаз, которая имеет форму пленки, стекающей по виутреиней боковой поверхности корпуса колонны. Основное сопротивление процессу массопереноса сосредоточено в пленке жидкости, так как иеремешива 1ие между се различными слоями недостаточно и осун ествляется только за счет тур-, булентных напряжений в пленке. Кроме того, сам завихритель представляет больщое гидродинамическое сопротивление для прохода нарового потока, а также движепие жидкости впиз по колопне обусловлено только давлением столба пленки жидкости над данным элементом. Все это является недостатками данной конструкции и ограничивает производительность колонны.

Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена и повьипение производительности колонны.

Это достигается тем, что подвижные элементы выполнены в тзнде двух коаксиальио установленных цилиндрических колец разного диаметра, между которыми закреплены но.-i углом к горп-юнтальной плоскости пластины причем к наружному цилиндрическому кольну с наружной его стороны прпкреплены дополннтельные пластины. Пластины, закренлепные между кольцамп, имеют уго.тнаклона противоно:южного направления по сравнению с углом наклона допол1 ительиь Х иластни.

Кроме того, колька прикреплены к с помощью втулки с угюриым буртиком.

Ма фпг. 1 показана предлагаемая колонна, продольный разрез; на фнг. 2 -подвн/кный вращаюпц иея элемент.

Массообменная вихревая колонна еостонт нз корпус 1, .HeeyHteH штапгн 2, подвижных вращающихея элементов, состоящи.х из цнлиндрпческ 1х колец 3 и 4, внутренних наклонны. илаетин 5 и наружных дополнительных пластин 6. Плаетнны 5 и 6 и.меют противоположные углы наклона к горизонтальной плоекоети. К несущей щтанге 2 привариваются втулки 7, имеющие с верхней стороны упорный буртик, а с нижней- цилиндрическую поверхность, да которую на-прессовьгвается по прессовой посадке пли навинчивается на резьбе ограничительная гайка 8. Таки.м образом, между цилиндричееким кольцом 4 и втулкой 7 образуется подщинник скольжения. Во время работы повер.чностп трения находятся в увлажненном состоянии за счет паров жпдкости, что и уменьщает их пзнос.

Между дополнительными пластииа.ми 6 и корпусом 1 колонны образуется конструктивный зазор, позволяющий подвижным элементам свободно врап(аться.

Работает колонна следующпм образо.м.

Паровой поток вводят в ннжнюю ча(ть колонны со скоростью 8-10 .м/с, проходя через подвижные элементы, укрепленные на штанге 2, он воздействует на внутренгще наклонные n.iacTHfib 5 и заставляет вращаться подвижный элемент вокруг своей осн, при этом паровой поток приобретает общее закрученное винтовое движet нe.

Жидкая засоренная фаза, наирпмер дрожжевые осадк, подается в колоипу сверху. Стекая стенке корпуса колонгп.;, жпдкости закручивается наружными дополнительнымп пластин-ами 6 вран1аюн егося подвлж).юго э;1еме/1та. Одногфеменгго жндкоети сообщается дополнительная осева я скорость, Haiiравленная вниз и завнсяп ая- от угла наклона пластин 6 и о, обн,ей осевой скорости парового потока. Закручивание жидкости в иротивоположную сторону по сравнению с паровым потоком модел фует процесс движения фаз в Bbi6paHfio.M прототипе.

Предлагае.мая массообменная вихревая колапна обладает по сравнению с прототипом следующими преимуществами:

живое сечение для прохода парового потока в подвижных элементах значительно больще, чем в пзвест1 ых лопаточных завихрителях,

следовательно, и общее гидродинамическое

сопротивление подвижных эле.ментов будет

ниже, чем у лопаточных завпхрителей;

жпдкости сообщается дополнительная скорость движепия, следовательно, и скорость парового потока может, быть выще, чем в прототипе, так как унос жидкости в колонпе будет происходить при более высоких скоростях пара, поэтому производительность по паровой

и /кпдкостиой фазами в предлагаемой колонне будет больще;

дополнительные пластины 6, непрерывно вращаясь в пленке жидкости, интенсивно перемещивают пленку, иптенсфицируя процесо

массопереноса.

Формула изобретения

1.Массообменная вихревая колонна для систем газ-жидкость, включаюи1ая корпус с

про.ходящей по его оси несущей щтаигой, по высоте которой расположены подвижные элементы, отличающаяся тем, что, с целью интепснфикации процесса массообмепа и увеличения производительности колонны, элементы выполпе;;ы в виде двзх коаксиальпо установлеиных цилиндрических колец разного диаметра, которыми закреплены под углом к горизонтальной плоскости пластииы, причем к наружному кольцу с наружной его

етороны прикреплены дополнительные пластины.

2.Колонна, но н. I, отл и ча юща я ся тем, что пластины, закрепленные .челчду кольцами, имеют угол на.чло1га противоположного направлеппя но cpaBfreinno с утлом наклона дополните. ьных fKiacTHH.

3.1(оло1гна по и. 1, отличающаяся те.м, что кольца прикреплены к щтанге с помощью втулки с }порным буртиком.

Источники информации,

npitfiHTbie во внимание при эксиертпзе

1.Авторское свидетельство СССР Л 202069, кл. В 01 Д 3/00, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР «Vo 232189, кл. С 12 F 1/00, 1968.