Тепломассообменный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к тепдомассообменным аппаратам для процессов взаимодействия газ (пар) - жидкость и может применяться, например для процессов абсорбции, ректификации и других, а также в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Известен аппарат для взаимодейст вия, например, газа (пара) и жидкос ти, содержащий лопасти осевого вентилятора 1 . Известен аппарат, содержащий центральный вал, на котором укреплены центробежные лопатки 2. Известен аппарат, в котором имеются вращающиеся лопатки 3 для се парации жидкости. У всех этих аппаратов процессы теплообмена недостаточно эффективны и производительны из-за ограничения стока жидкости, так как сток осуществляется под действием силы гравитации и в большинстве случаев при сливе газ движется противотокомГ. Недостаточная эффективность проц сов теплообмена объясняется малой поверхностью контакта фаз, отсутствием колебаний газа, жидкости, кави тации в жидкости, наличием мертвых зон в аппарате. Известен аппарат, корпус, которого снабжен генераторами магнитного поля и на тарелках которого расположены ферромагнитные частицы. Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с переливными устройствами и ротор, снабженный лопастями; каждая лопасть выполнена в виде расположенных одна над другой двух наклонных пластин, верхняя из которых наклонена к стенкам корпуса, а нижняя - в сторону ротора. В известных аппаратах не создаются ультразвуковые колебания, что снижает эффективность движения фаз. Цель изобретения - интенсифицировать процесс путем обеспечения ультразвуковых колебаний и увеличения зоны контакта фаз. Предлагаемый аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с центральными переливными патрубками и ротор в виде вала с прикрепленными к нему расположенными одна над другой-лопатками, образующими щели для прохода фаз, снабжен перфорированным цилиндром, прикрепленным к внутренним стенкам корпуса, верхняя часть каждого переливного патрубка выполнена перфорированной, а нижняя часть расположена над нижележащей лопаткой. Целесообразно вышележащую лопатку выполнить в виде осевого вентилятора, а нижележащую лопатку выполнить в виде центробежного вентилятора; снаружи корпуса по его высоте установить генераторы магнитного поля, а на тарелках расположит ферромагнитные и неферромагнитные частицы, ферромагнитные частицы вып нить продолговатыми, На фиг. 1 изображен аппарат, про дольный разрез; на фиг. 2 - вид с торца лопаток (сплошные стрелки ток жидкости, пунктирные - ток газа Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из немагнитного матеоиала, например неожавеюще стали, стекла; керамики, пластмассы снабженный генераторами 2 впагцаюпих ся магнитных полей, например статорами асинхронных электродвигателей. Внутри корпуса установлен перфориро ванный цилиндр 3, перфорация которо го представляет собой продольные пазы, перфорированные тарелки 4 с переливным патрубком 5, верхняя цилиндрическая часть которого, лежащая над тареЛкой, выполнена перфори рованной, например, с продольными пазами. На центральном валу 6 укреп лены диски 7, которые прикрывают верхний торец переливного патрубка. На дисках расположены гопатки 8 в виде центробежного вентилятора, а над НЙГ.1И лопатки 9 в виде осевого вентилятора. Верхняя часть нижних дентрсбежных лопаток 8 и нижняя час верхних осевых лопаток 9 образуют сливные желоба 10. На тарелках поме щены ферромагнитные частицы кругло и продолговатой формы, т.е. отношение длины частиц к их диаметру более 3, и неферромагнитные частицы круглой или продолговатой формы из стекла, керамики, пластмассы, цветных металлов или нержавеющих сталей Перфорация переливного патрубка и т релки выбирает такой, чтобы не пр валились и не проскакивали частицы. Переливной патрубок выполнен из фе ромагнитного материала. Центр генератогров лучше всего располагать на - - - высоты расстояния между тарел кой и низом лопастей. Цилиндр 3 и тарелка выполнена из неферромагнитного материала. Аппарат работает следующим образом.. Газ в аппарат подают снизу, а жидкость сверху. Вращающееся магнит поле генераторов 2 воздействует на ферромагнитные частицы, которые вра щаются вокруг своей оси симметрии и движутся по окружности. Центральный вал 6 вращается совместно с дисками 7, центробежными 8 и осевыми 9 лопатками. Газ, проходя через отверстия таоелок 4, заставляет: кипеть неферромагнитные частицы и стекающую по тарелке жидкость и, взаимодействуя с вращающимися ферромагнитными частицами, движется по спирали вверх, создавая во всем объеме газожидкостную эмульсию. Проходя центробежные лопатки 8, газожидкостная эмульсия сепарируется, и по желобу 10 жидкость сливается на перфорированный цилиндр 3. Лопатки 9 осевого вентилятора компенсируют потерю давления газа на тарелке. Кроме основного спираль-но-вертикального потока, газ циркулирует между соседними тарелками, т.е. благодаря лопаткам центробежного вентилятора газ засасывается совместно с жидкостью через пазы переливного-патрубка 5 и поступает в верхнюю часть нижележащей тарелки, с которой осевым вентилятором отбрасывается на вьлиележащую тарелку. Жидкость, поступившая с потоком газа через переливной патрубок на диск 7 и лопатки 8 нижележащей тарелки, под действием центробежной силы их и потока газа течет по лопаткам к периферии и под напором вертикального потока газа стекает в желоб 10, с которого струя жидкости по касательной ударяется о цилиндр 3. Закрученный поток жидкости с большой СКОРОСТЬЮ стекает по спирали вниз, при проходе продольных пазов цилиндра 3 в потоке жидкости возниксцот ультразвуковые колебания и соответственно кавитационные процессы. Частицы, соударяясь друг с другом и с пазами цилиндра, создают различные колебания газа и жидкости , Вследствие поступления газожидкостной эмульсии на лопатки центробежного вентилятора часть жидкости циркулирует на тарелке. Формула изобретения 1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с центральными переливными патрубками и ротоо в виде вала с прикрепленными к нему расположенными одна над другой лопатками, образующими щели для прохода фаз, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса путем обеспечения ультразвуковых колебаний и увеличения зоны контакта фаз, он снабжен перфорированным цилиндром, прикрепленным

К внутренним стенкам корпуса, верхняя часть каждого переливного патрубка выполнена перфорированной, а нижняя часть расположена над нижележащей лопаткой.

2.Аппарат по п. 1,отличающ и и с я тем, что, вышележащая лопатка выполнена в виде осевого вентилятора, а нижележащая лопатка - в виде центробежного вентилятора.

3.Аппарат попп. 1и2, отл ичающийся тем, что он снабжен .установленными снаружи корпуса по его высоте генераторами магнитного поля и расположенными на тарелках ферромагнитными и неферромагнитными частицами.

4. Аппарат по пп, 1-3, отличающийся тем, что ферромагнитные частицы выполнены продолговатыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 76513, кл. В 01 D 3/30, 1952.

2.Авторское свидетельство СССР

0 W 192750, кл. В 01 D 3/30, 1969.

3.Авторское свидетельство СССР 222325, кл. В 01 D 3/30, 1970.

4.Авторское свидетельство СССР ( 429826, кл. В 01 D 3/30, 1973

1 (.ппатотипУ.

;:

иг.г