Роторный массообменный аппарат для систем газ-жидкость Советский патент 1979 года по МПК B01D3/30 

I

Изобретение относится к массообменному оборудованию, а более конкретно - к устройству колонных массообменных аппаратов

для систем газ-жидкость, изобретение мо-. жет быть исполь.зовано в химической, пищевой, фармапевтической про.мытленности для ректификации под вакуумом теплочувствительных продуктов, например, лактамов, жирных кислот, различных масел и соков.

известен 1ассообменный аппарат для систем газ-жидкость, включающий корпус с расположенными по его высоте контактными ступенями и установленные над ними оросительные лотки. Контактные ступени выполнены в виде орошаемых насадок, укрепленных на валу и выполненных из закрученных вокруг вала пластин и снабженных в центре кольцевы.ми стаканами для приема жидкости 1.

Недостатком известного колонного аппарата является ограниченный диапазон допускаемых нагрузок по жидкости.

известен также колонный массообменный аппарат для систем газ-жидкость, включающий корпус, по высоте которого расположены контактные ступени в виде орошаемых концер{трических цилиндров 2. На каждой из контактных ступеней установлены

подвижные в горизонтальной плоскости оросительные лотки. Однако поворот оросительных лотков в горизонтальной плоскости в известном колонном аппарате не приводит к перераспределению жидкости по зеркалу орошения ступени или, точнее, по радиусу поперечного сечения аппарата. Поэтому не обеспечивается широкий диапазон нагрузок аппарата по жидкости при поддержании эффективности массообмена на высоком уровне.

Этот аппарат - наиболее близкий к изоб ретению.

Цель изобретения - расширение диапазона допустимых нагрузок аппарата по жидкости, при которых массообмен в аппарате еще достаточно эффективен.

Указанная цель достигается тем, что оросительные лотки, закреплены на отдельном валу, размещенном на периферии аппарата и снабженном механизмом поворота.

Таким образом, появляется возможность, не останавливая аппарат, перемещать оросительные лотки в наиболее благоприятное по.южение относительно контактных ступеней, соответствующее тому или иному расходу жидкости в аппарате, и, следовательно.

способствовать сохранению эффективности массообмена в аппарате при изменяющихся условиях его работы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Колонный аппарат имеет вертикальный корпус 1 с кольцевыми карманами 2, снабженными отверстиями 3 для стока жидкости. В корпусе 1 соосно установлен вал 4, по высоте которого расположены контактные ступени, выполненные в виде орошаемых насадок. Орошаемые насадки в обшем случае представляют собой пакеты пластин, укрепленных на валу 4. Пластины могут иметь форму концентрических цилиндров, спиралей, дисков и т. п. В качестве примера на фиг. 1, 2 показана орошаемая насадка, выполненная из спиральных пластин 5 с отбортованными краями. Спиральные пластины 5 укреплены с помощью радиальных ребер 6 на распределительном стакане 7, насаженном на вал 4. Под отверстиями 3 карманов 2 размещены оросительные лотки 8а, 86, 8в, которые закреплены на отдельном валу 9, установленном у стенки корпуса 1 в подшипниках 10 и 11. Вал 9 проходит сквозь карманы 2 через отверстия 3. Один конец вала 9 выведен наружу и снабжен поворотной ручкой 12, а лотки могут быть снабжены отверстиями 13.

Аппарат снабжен также патрубками 14, 15 для входа и выхода газовой фазы и патрубками 16 и 17 для входа и выхода жидкой фазы.

Кольцевые карманы 2 разделены поперечными перегородками 18 на три самостоятельных сектора.

В одном и том же поперечном сечении между контактными ступенями размещено по три лотка (8а, 86, 8в). Лотки имеют в плане криволинейную форму, благодаря чему при повороте вала 9 лотки 8а, 86 и 8в могут быть полностью утоплены в зазоре между кольцевыми карманами 2.

Лоток 8а не имеет отверстий в днише, поэтому вся жидкость с этого лотка сливается на нижележашую ступень только на его открытом конце. Концы лотков 8а, 86, 8в, связанные с валом 9, имеют глухую стенку, препятствующую неконтролируемой утечке жидкости с лотка. Днища лотков 86 и 8в снабжены отверстиями 13 для стока части жидкости на ступень. То или иное расположение лотков 8а, 86 и 8в в плоскости поперечного сечения аппарата обеспечивается поворотом отдельных валов 9. На фиг. 2 изображен только один из возможных вариантов исполнения и расположения лотков. С лотка 8а вся жидкость поступает в распределительный стакан 7 ступени. С лотка 86 вся жидкость поступает непосредственно на спиральные пластины 5. С лотка 8в часть жидкости через отверстия 13 поступает непосредственно на спиральные пластины 5, а остальное количество жидкости-через открытый конец лотка поступает в распределительный стакан 7 ступени.

Аппарат при использовании в качестве ректификационной колонны работает следующим образом.

Пары обрабатываемого вещества входят в аппарат снизу через патрубок 14, а выходят через патрубок 15. Жидкая фаза подается в аппарат сверху через патрубок 16 и отводится через патрубок 17. При вращении ротора жидкость из патрубка 16 поступает в распределительный стакан 7 в верхней контактной ступени. Через верхний край стакана 7 жидкость переливается под действием силы тяжести на спиральные пластины 5 и течет по спирали под действием центробежных сил по внутренней поверхности пластин 5 в направлении от центра к периферии аппарата. С верхней ступени жидкость сбрасывается на внутреннюю стенку корпуса 1 аппарата равномерно по всему его периметру. По стаканам корпуса жидкость стекает в нижележащий карман 2, разделенный перегородками 18 на изолированные друг от друга секторы. Из каждого сектора жидкость через единственное отверстие 3 сливается на расположенный под ним лоток. Таким образом общий поток жидкости с помощью вращающейся ступени и окружающего ее секционированного кольцевого кармана 2 делится на три независимых потока, проходяших через отверстия 3 в дне кармана 2. С помошью системы лотков 8а, 86, и 8в жидкость распределяется, как описано выше, по нижележащей контактной ступени. При этом лотки За, 86 и 8в устанавливают в наиболее благоприятное положение поворотом соответствующих валов 9. Вся жидкость, стекающая с лотков 8а, 86 и 8в, полностью захватывается нижерасположенной вращающейся ступенью и затем снова сбрасывается с периферии ступени на внутреннюю стенку корпуса 1 аппарата. Пары проходят в зазорах между спиральными пластинами 5, контактируя с пленкой жидкости.

Формула изобретения

Роторный массообменный аппарат для систем газ-жидкость, включающий корпус, по высоте которого расположены контактные ступени в виде орошаемых насадок с установленными над каждой из них подвижными в горизонтальной плоскости оросительными лотками, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона допустимых нагрузок аппарата по жидкости, оросительные лотки закреплены на отдельном валу, размещенном на периферии аппарата и снабженном механизмом поворота.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 203621, кл. В 01 D 3/30, 02.06.1966.

2.Патент Франции № 1235356, кл. В 01 D, 1960.

16

77

W

8a

tS

13