Газлифтный тепломассообменный аппарат Советский патент 1979 года по МПК B01D3/32 

(54) ГАЗЛИФТНЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

I

Изобретение относится к устройству аппаратов, предназначенных для использования в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для проведения тепломассообменных процессов, в частности для приготовления спирто-воздушной смеси в производстве формалина.

Известен аппарат, в котором для интенсификации циркуляции и тепломассообмена используют направленный эрлифт, который не позволяет обеспечить одно важное условие: получить однородную, не содержащую капли спирта, спирто-воздушную смесь, пригодную для каталитического окисления спирта в формальдегид 1.

Известны аппараты для приготовления спирто-воздушной смеси, например, в производстве формалина.

Испаритель состоит из корпуса, внутри которого размещено отбойное и газораспределительное устройство с центральной трубой для ввода воздуха, переливных трубок, встроенных в зонт, щтуцеров для ввода спиртовой смеси, воздуха и вывода спирто-воздушной смеси 2.

Описанный аппарат не обеспечивает качественный процесс приготовления спиртовоздушной смеси, так как процесс массо- и теплопередачи между спиртовой смесью и воздухом происходит медленно из-за чрезмерно низкой циркуляции массы жидкости внутри аппарата. В результате этого-капли спирта уносятся из аппарата, попадают на катализатор и гасят процесс окисления спирта.

Целью изобретения является интенсификация внутренней циркуляции массы жидкости и тепломассообмена.

Поставленная цель достигается тем, что корпус предлагаемого аппарата снабжен полым цилиндром с двойными стенками, перфорированным со стороны внутренней стенки, в верхней части которого установлены продольные перегородки. В нижней части аппарата смонтирован змеевик. Межстенное пространство полого цилиндра соединено со штуцером ввода газообразной фазы. Для равномерного распределения воздушного потока вокруг цилиндра отверстия на внутренней стенке цилиндра выполнены разного сечения - большими в нижней части и меньшими - в верхней.

Предлагаемый аппарат изображен на чертеже. Внутри корпуса 1 размещено отбойное устройство 2 с гидрозатвором 3 и газораспределительное устройство, состоящее из полого цилиндра 4 с перфорацией, выполненной на внутренней его поверхности, и из двух труб 5, соединяющих полый цилиндр с трубой 6 подачи воздуха в аппарат. В верхней части полого цилинд-ра 4 раз1«ещены продольные пластины 7, а к трубам 5 прикреплен конусный отражатель 8. Полый цилиндр 4 прикреплен к корпусу 1 аппарата четырьмя пластинами 9. Внизу под полым цилиндром 4 установлен змеевик 10, оборудованный штуцерами II и 12 для отвода и подвода теплоносителя. Аппарат снабжен также щтуцерами: 13 - для питания исходной спиртовой смесью, 14 - для циркуляции спиртовой смеси в подконтактныи теплообменник 15 - для выхода спиртовоздушной смеси из аппарата, 16 - для мановакуумметра, 17 - для установки температурных датчиков в жидкой и газовой зоне аппарата, 18 - для установки уровнемера. Для равномерного распределения воздуха, проходящего через перфорацию внутренней поверхности полого цилиндра, размеры отверстий выполнены переменного диаметра с увеличением их в нижней части и уменьшением их в верхней части полого цилиндра. Пластины 7 предназначены для разбивки крупных воздушных пузырей в воздушножидкостном потоке эрлифта. Аппарат работает следующим образом. Через штуцер 13 в аппарат непрерывно подается водно-спиртовая смесь, количество которой регулируется уровнемером с подачей команды на регулирующий исполнительный клапан, устанавливаемый на линии подачи водо-спиртовой смеси в аппарат. Через штуцера 14 водо-спиртовая смесь насосом подается в межтрубное пространство теплообменника контактного апнарата, отбирает тепло реакции, нагревается и вновь поступает в аппарат. Через трубу 6 принудительно в кольцевое пространство цилиндра 4 подается воздух, который, пройдя через отверстия цилиндра, попадает в слой жидкости и, поднимаясь вверх, образует эрлифт. Спирто-воздушная смесь с большой скоростью ударяется в отражатель 8 и между стенкой корпуса аппарата и наружной стенкой полого цилиндра опускается вниз, образуя замкнутый внутренний контур циркуляции. Пластины 7, разбивая крупные воздушные пузыри, способствуют интенсивной гомогенизации смеси, устраняют вибрацию, гидравлические толчки и пульсацию спирто-воздущного потока. Интенсивная внутренняя циркуляция способствует улучщению тепломассообмена и приготовлению спирто-воздущной смеси хорошего качества, которая через штуцер 15 выходит из аппарата. В случае необходимости быстрого изменения температуры спирто-воздушной смеси (по технологическим причина.м) через штуцер 11 в змеевик вводится дополнительный шар. Таким образом в предложенном устройстве значительно увеличивается интенсив циркуляции и тепломассообмена; про исходит эффективная гомогенизация фаз жидкости - газ за счет многократной циркуляции этих фаз внутри полого цилиндра и дробления крупны5; пузырей воздуха при ударе о продольные пластины. Кроме того, наличие змеевика, не связанного с контактны.м аппаратом, позволяет маневренно регулировать интенсивность процесса тепломассообмена. Формула изобретения 1.Газлифтный тепломассообменный аппарат для смешения газа с жидкостью и испарения смеси, включающий корпус, отбойное и газораспределительное устройство, штуцера для ввода фаз и вывода воздушной смеси, отличающийся те.м, что, с целью интенсификации циркуляции и тепломассообмена, корпус снабжен полым цилиндро.м, с двойными стенками, перфорированным со стороны внутренней стенки, в верхней части которого установлены продольные перегородки, в нижней части змеевик, а межстенное пространство полого цилиндра соединено со штуцером ввода газообразной фазы. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью равномерного распределения воздушного потока внутри цилиндра, отверстия на внутренней стенке цилиндра выполнены разного сечения - большими в нижней части и меньшими - в верхней. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 129899, кл. В 01 D 3/32. 2.«Оборудование, его эксплуатация, ремонт и защита о коррозии в химической промыщленности, реферативный сборник НИИГЭХИМ, М., 1976, № 7, с. 1.