Тепло-массообменный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01D3/32 B01D47/06 

I

Изобретение относится к конструкциям теплом ассообменных аппаратов и может быть использовано в качестве оросительного холодильника в системах обратного водоснабжения.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий вертикальный корпус, расположенные в корпусе и отделяющие от него контактную камеру сепаратор и газораспределительное устройство, размещенный в верхней части корпуса над сепаратором вентилятор, установленный в контактной камере обтекатель, закрепленную над сепаратором ограничительную решетку и распределитель жидкости 1.

Однако выполнение обтекателя в известном аппарате в виде плоских листов прямоугольной формы при относительно плотном движении подвижных элементов приводит к увеличению концентрации и сужению потока подвижных элементов в верхней части рабочей зоны окало обтекателя. Это нарушает упорядоченное движение подвижных элементов и вызывает проскок части элементов обратно в нижнюю половину рабочей камеры, что снижает интенсивность процессов теплообмена. Кроме того, распределитель

жидкости расположен выше ограничительной решетки, что создает возможность «захлебывания аппарата и нарушения его нормальной работы при больших расходах газа и жидкости и колебания нагрузок.

Цель изобретения - интенсификация процессов за счет создания циркуляции реагентов и увеличения поверхности контактирования.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен установленными в контактной камере под обтекателем изогнутыми отражательными перегородками, а обтекатель выполнен в виде расположенного под ограничительной решеткой опрокинутого усеченного конуса, причем ограничительная решетка выполнена в виде о братного конуса. Дополнительно аппарат снабжен закрепленной на газораспределительном устройстве под отражательными перегородками регулярной насадкой, помещенными в контактную камеру подвижными насадочными элементами, причем распределитель жидкости установлен по оси корпуса под ограничительной решеткой с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

На чертеже схематически изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез.

Тепломассообменный аппарат состоит из корпуса 1, в котором размещены вентилятор 2, создающий поток газа, поступающего через газораспределительное устройство 3 и слой регулярной насадки 4, распределитель 5 жидкости, сепаратор 6 капельной влаги, отделяющий влагу от газа, поддон 7 для сбора отработанной жидкости и вывода ее через фильтр 8 по дренажному патрубку.

Между газораспределительным устройством 3 и сепаратором 6 капельной влаги расположена рабочая камера, в которой размещены твердые подвижные элементы 9, под держиваемые в стационарном состоянии ело ем регулярной насадки 4. Выносу твердых подвижных элементов 9 из рабочей камеры препятствует верхняя ограничительная рещетка 10, выполненная перфорированной и имеющая форму перевернутого конуса. Распределитель 5 жидкости расположен ниже верхней ограничительной рещетки 10 непосредственно в слое твердых подвижных элементов 9 для исключения режима верхнего захлебывания аппарата.

Внутри рабочей камеры находится обтекатель 11, выполненный в форме перевернутого усеченного конуса. Обтекатель 11 установлен с зазором относительно регулярной насадки 4, верхней ограничительной решетки 10 и корпуса 1.

В нижней части рабочей камеры в месте примыкания к корпусу 1 регулярной .насадки 4 установлены непроницаемые изогнутые листы 12. Часть верхней ограничительной решетки 10 в месте примыкания ее к корпусу 1 непроницаема. Ограничительная решетка 10 выполнена перфорированной только над обтекателем 11, что обеспечивает однонаправленное движение твердых подвижных элементов 9 в восходящем потоке газа только внутри обтекателя.

В качестве нижней опорно-ограничительной решетки используется регулярная насадка 4.

Аппарат работает следующим образом.

Включением вентилятора 2 создают в рабочей камере направленный поток газа вверх (на чертеже направление потока газа показано стрелками). При этом вход газа и его поворот осуществляются в газораспределительном устройстве 3, а слой регулярной насадки 4 способствует равномерному распределению и стабилизации газового потока, направляя его только внутрь обтекателя 11. Газовый поток приводит в движение находящиеся внутри обтекателя 11 твердые элементы 9, которые отделяются от газового потока после достижения верхней ограничительной рещетки 10, переходят в объем между обтекателем И и корпусом 1, а вниз движутся под действием гравитационных сил. Попадая внутрь обтекателя 11, они

вновь увлекаются потоком газа вверх, обеспечивая непрерывную циркуляцию внутри рабочей камеры без стеснения их движения -(направление движения элементов 9 на чертеже показано стрелками).

После включения распределителя 5 жидкости происходят процессы тепломассообмена.

Расположение распределителя 5 жидкости непосредственно в зоне контакта потоков позволяет исключить захлебывание аппарата при интенсивном режиме работы, дополнительно уменьшить каплеунос за счет слоя элементов 9, находящихся выше распределителя 5 жидкости.

При больщих расходах жидкости, например при проведении процесса испарительного охлаждения воды, распределитель 5 размещают в верхней половине зоны контактирования, а при малых расходах, например при проведении процесса адиабатического увлажнения воздуха, в нижней половине зоны контактирования. Оптимальную точку установки распределителя 5 по высоте зоны контактирования определяют опытным путем для конкретного процесса.

Сбор жидкости осуществляется в поддоне 7, откуда она выводится через фильтр 8 по дренажному патрубку.

Предлагаемый контактный тепломассообменный аппарат может с успехом применяться для проведения различных тетгломассообъемных процессов химической технологии, газовой абсорбции, ректификации, а также в энергетическом машиностроении (кондиционирование воздуха, охлаждение оборотной воды в градирнях). Упорядоченная циркуляция твердых подвижных элементов позволяет интесифицировать процессы обмена теплом и массой, сделать аппарат более компактнйм, уменьшив его габариты на 10%. Унос жидкости газовым потоком снижается на за счет размещения распределителя жидкости ниже верхней ограничительной решетки.

Целесообразно автономное использование таких аппаратов в качестве градирен малой и средней производительности .; средственно в месте потребления охлаждаемой воды, что ведет к снижению капитальных затрат на установку градирен большой мощности и прокладку трубопроводов.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, содержащий вертикальный корпус, расположенные в корпусе и отделяющие от него контактную камеру сепаратор и газораспределительное устройство, размещенный в верхней части корпуса над сепаратором вентилятор, установленный в контактной камере обтекатель, закрепленную под сепаратором ограничительную решетку и распределитель

жидкости, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов за счет создания циркуляции реагентов и увеличения поверхности контактирования, он снабжен установленными в контактной камере под обтекателем изогнутыми отражательными перегородками, а обтекатель выполнен в виде расположенного под ограничительной решеткой опрокинутого усеченного конуса, причем ограничительная решетка выполнена в виде обратного конуса.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен закрепленной на газораспределительном устройстве под отражательными перегородками регулярной насадкой.

3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен помещенными в контактную камеру подвижными насадочными элементами.

4.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что распределитель жидкости установлен по оси корпуса под ограничительной решеткой с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при ккэкспертизе 1. Патент США № 3810348, кл. 55-91, 14.05.74 (прототип).

иикость

Жидкость