Массообменный аппарат с циркулирующей насадкой Советский патент 1984 года по МПК B01D53/20 

CD 00

О

:о 1 Избёретёниё Ьтносится к конструк циям массообменных аппаратов с п д BracHO ff насадкГой, 1предназначенных для абсорбции газов, очистки газов от вредных газообразных примесей и пыли, применяемых в различных отрйслях промышленности: химической, металлургической, строительной и т. Изве(Стён абсорбер с псевдоожиженнь1м слоем подвижной насадки, содержащий корпус с размещенными в lie пЬддерживакчцёй и ограничительной ре йёткамй и патрубками для подвода и отвода газа и жидкости till.Недостатком этого абсорбера явля ется малый интервал устойчивой работы, ограниченный скоростями начала псевдоожижвния и уноса насадки и, как следствие этого, относительно невысокая производительность абсорбера. . : - Известен массообменный аппарат с циркулирующей насадкой, содержащий корпус, поддерживающую и ограни чительную решетки, циркуляционную трубу, устанб Влёйнуюсоосн6 с патрубком для подвода газа и патрубки для входа и выхода фаз 2 , Принцип работы аппарата пОзвОляёт расширить интервал устойчивой работы и увеличить предельную скорость газа в сечении, однако его ко структивное выполнение не обеспечи вает эффективной работы уже при отн сительно малом ди.аметре циркуляцион ной трубы, равном 0,5 м, а при боль ших диаметрах аппарат крказьш51етс:я не работоспособньм. При движении многофазного поток в трубах происходит расслоение фаз жидкость и насадка движутся преимущественно у стенок аппарата, центру, при этом скорость газа у ст нок аппарата может быть вдвое меньше средней скорости потёка, что при водит К неравномерному расПреДёлению фаз по сечению аппарата. Причем неравномерность распределения фаз 11рс1гюрци6нальна площади поперечного сечения аппарата. Следовательно с увеличением диаметра резко увеличивается нера1}НбмернЬсть расп1рёделения фаз и основной поток газа пройдет в центральной части циркуля ционной трубы, не- npoi :ctHtaktlJrpOS aB с жидкостью и подвгашои наНадйой7 Это снижает эффективность работы аппарата с малыми размерами и явля3 ---- -J- - --- -.-. ётся причиной неработоспособности известного устройства при средних ибольших размерах. Ъ. этих условиях констр тсция известного аппарата оказывается совершенно неработоспособной, так как в таком большом диаметре, без специальных распределительных устройств, каждая из фаз пойдет своим путем без соответствующего контактирования. Известен аппарат с циркулирующей насадкой, содержащий корпус, поддерживающую и orpaHH4HTenbHyici j)emeTKH, коаксиально установленную корпусу циркуляционную трубу, трубный пучок с трубными решетками и патрубки дЛя ввода и вывода фаз t Таким образом, существенными Недостатками звестного аппарата являются низкая эффективность и огра- ниченный диапазон применения. Цель изобретения - повышение эффективности работы аппарата и расширение диапазона его применения. Сущность изобретения заключается в том, что ,трубный пучок размещен внутри циркуляционной трубы и снабжен дополнительной трубной решеткой, ниже которой он выполнен с отверстиями для ввода жидкой фазы. В конструкции предлаг.аемого массообмейного аппарата задача равномерного распределения потока по сечению аппарата решается принудительным дроблением общего потока на элементарные потоки с помощью установки в циркуляционной трубе большого числа труб относительно малого диаметра. В предлагаемом агтарате трехфазный равномерно распределенный поток движется по трубчатке в восходящем потоке, при этом твердая подвижная шаровая насадка непрерывно турбулизирует пленку жидкости на стенках труб, соударяясь и перемешиваясь между собой, создавая благоприятные условия для непрерывного обновления поверхности контакта, а следовательно, высокой эффективности массообмена. . . Кроме того, за счет дробления потока в пре;ц1агаемом аппарате, поверх ность массообмена увеличена в несколько раз. Существенным положительг ным эффекто|17 1Эляется также то, что в предлагаемом аппарате рещена сложая проблема обеспечения необходиjмого теплового режима в зоне маесообмена для аппаратов с подвижной на садкой. Аппарат обеспечивает любой тепловой режим за счет развитой поверхности теплообмена и интенсивног теплообмена. На чертеже изображен предлагаемы аппарат, продольный разрез.. Аппарат состоит из корпуса 1 с поддерживающей 2 и ограничительной решеткой 3. Концентрично корпусу 1 установлена циркуляционная труба 4, которая снабжена трубными решетками верхней 5, нижней 6 и средней 7, в отверст11ях которых закреплены трубы 8 с отверстиями 9. Циркуляционная труба 4, трубные решетки и тр бы 8 образуют трубное и межтрубное пространство. Межтрубное пространст во ра,зделено средней трубной решет кой 7 на две части. В верхней части межтрубного пространства в циркуляционной трубе закреплены патрубки 10 и 1 для входа и выхода теплоносителя или хладагента. В нижней части межтрубнрго пространства в циркуляционной трубе закреплен патрубок 12 для подвода орошающей жидкости. Над ограничительной решеткой установлен сепаратор 13. Патрубок 1 служащий для подвода газа,. закреплен соосно циркуляционной трубе 4. Аппарат имеет Ьатрубок 15 для выхода газа и патрубок 16,для удаления жидкости. В аппарат загружается определенное количество насадки 17 (например, полиэтиленовые шары), ко торая непрерывно циркулирует по сле дующему замкнутому контуру - цирйуляционная труба - периферийное кол цевое пространство - циркуляционная труба. - 4 Абсорбер работает следующим образом. Газ подается в аппарат через патрубок 14 в циркуляционную трубу 4, где, увлекая шаровую насадку, направляется в трубы 8, куда также подает-, ся орошающая жидкость через отверстия в стенках труб. Далее трехфазный поток, интенсивно перемешиваясь между собой, движется-вверх по трубам 8, по выходе из которых га, продолжая движение вверх, проходит через ограничительную решетку и сепаратор 13, где, освободившись от капель жидкости, удаляется через патг рубок 15. Жидкость и насадка по выходе из труб 8 возвращаются по кольцевому периферийному каналу, где жидкость через поддержквакяцуюрешет ку 2 стекает вниз и удаляется rfb аппарата через патрубок 16, а насадка, скатываясь по решетке 2 вновь, потоком газа направляется вверх в циркуляционную трубу 4. Процесс массообмена осуществляется при прймоточном движении трехфазного потока в трубчатке, в режимеуноса насадки и жидкости. /Дробление общего потока на ряд параллельных потоков обеспе11ивает равномерность распределения фаз, увеличивает поверхность конта1Йта, а свободное хаотичное движение насадки перемешивает и турбулизует жидкостную йленку на поверхности труб и насадки, это приводит к интенсивному обновлению поверх- . ности контакта , и интенсифицирует тепломассообмен, обеспечивая эффективную работу аппарата при любых размерах, что распюряет диап зон его гфчмененйй S промьшпеиности.

16

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ЦИР- КУЛИРУИЦЕЙ НАСДЦКОЙ,содержащий вор- пус, поддерживающую и ограничительную решетки, коаксиально установленную корпусу циркуляционную т'рубу, трубный пучок с трубными решетками и патрубки для.ввода и вывода контактирующих фаз, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата и рас- 'ширения диапазона его применения, трубньй пучок размещен внутри циркуляционной трубы и снабжен дополнительной трубной решёткойу'ниже которой он вьшолнен с отверстиями для ввода жидкой фазы.О)