Тепломассообменный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01D3/22 B01D3/30 C12F1/00 

Изобретение относится к массообм ным аппаратам для разделения бинарны и многокомпонетных смесей, например, получение коньячного спирта из виноматериалов с содержанием дрожжевых осадков и может быть использовано в пищевой, химической и фаЕМацевтической промышленности. . Известен массообменный аппарат, содержащий корпус с тарелками,выполненными по типу : трубных досок, в отверстиях которых укреплены контактные элементы, представляющие собой патрубки. Лопаточный завихритель вставлен в нижнюю часть каждого патрубка с зазором к нему. Патрубок укреплен в тарелках и образует выступ относительно верхней плоскости, являющейся переливным порогом Однако область контакта пара и жидкости ограничена пристенным слоем цилиндрических патрубков, поверхность трубной решетки-тарелки между патрубками не участвует в контакте фаз. Наличие, переливных порогов создает неравномерность подачи жидкости в каждый патрубок, а как следствие неравномерную работу тарелки в целом известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, контактное устройство в виде полотна с направленными чешуйками для газа (пара), расположенныьш по концентрическим окружностям, цилиндрический патрубок и переливное устройство 2. Основным недостатком данной конструкции является то, что известный аппарат не может обеспечить работу с засоренными жидкостями, поскольку возможна забивка переливной системы, что ведет к прекращению подачи жидкой фазы с вышележащей контактной ступе-г ни на нижележащую; незначительная поверхность контакта фаз. Целью изобретения является устранение указанных недостатков и интенсификация процесса массообмена за счет турбулизации фаз путем распыления жидкости и частичной ее рециркуляции, увеличения поверхности контакта фаз . в единице объема и возможность переработки жидкостей, преимущественно коньячных винс атериалов с дрожжевыми осадками. йсазанная цель достигается тем, что цилиндрический патрубок выполнен с ррорезями и Г-образным вырезсм в верх-ей его части и снабжен в нижней части авихрителем, при- этом часть цилиндического патрубка, расположенная ПОД Г-образнЕлм вырезом, отогнута наруу и примыкает к корпусу, окружности, по которым расположены чешуйки, пересекаются в одной точке между цииндрическим патрубком и корпусом аппарата, кромки чешуек направлены в сторону входа в переливное устройство.

Кроме того, цилиндрические патрубки расположены по высоте корпуса в ахмат-ном порядке прорези в цилиндрическом патрубке выполнены в виде окон с отогнутыми пластинами.

На фиг.1 представлен аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1 на фиг.4 - изображен цилиндрический патрубок.

Масообменный аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1,.- внутри которого закреплены горизонтальные чешуйчатые тарелки 2, в виде полотен с закрепленными на. них цилиндрическими патрубками 3, имеющие лопаточный завихритель 4 в нижней части, и сепараторные кольца 5 в верхней части. По всей высоте цилиндрического патрубка выполнен вертикальный вырез Г-образной формы. Часть 6 цилиндрического патрубка, расположенная под Г-образным вырезом отогнута наружу и при установке цилиндрического патрубка на чешуйчатой тарелке эта часть соприкасается с корпусом колонны, а лопаточный завихритель 4 образует с внутренней поверхностью корпуса 1 дугообразное переливное

устройство (отверстие) 7. Цилиндрический патрубок выполнен с прорезями 8 в верхней части; прорези выполнены в виде окон с отогнутыми направляющими пластинами 9.

Массообменный аппарат работает следующим образом.

Жидкость подают в верхнюю часть колонны, а пар в нижнюю часть. Проходя через Чешуйки тарелки 2 и лопаточный завихритель 4 пар приобретает вращательное движение и за счет сил межфазного трения вовлекает во вращение и жидкость. Так как чешуйки на тарелке расположены по концентрическим окружностям, соприкасающимся . в точке, .лежащей в середине дугообразного переливного отверстия, жидкость, со вСей площади тарелки будет стрег даться к нему. Проходя между цилиндрическим патрубком и внутренней стенкой- колонны жидкость задерживается отогнутой частью Г-образного выреза. Часть жидкости через дугообразное переливное отверстие переливается на следующую тарелку, а другая часть вовлекается во вращение в цилиндрическом патрубке над лопаточным завихрителем. При вращении частг

жидкости рециркулирует чере-з перфо рированные отверстия в верхней части цилиндрического патрубка и распыляется по всей площади чешуйчатой тарелки. Сепарационное кольцо не поэволяет уноситься жидкости через верхнюю часть патрубка. .

Наличие цилиндрического патрубка с дуговым переливным устройством (отверстием)- позволяет перерабатывать

загрязненные смеси, например коньячные виноматерисшы с дрожжами.

Распыл жидкости через перфорированные отверстия позволяет значительно турбулизировать жидкость и даже при значительных скоростях вся пло5 щадь тарелки будет занята контактирующими фазами, т.е. гораздо лучше используется внутреннее пространство (аппарата.

Радиально-противоположное располо0 жение цилиндрических патрубков исключает проскок газа без контакта с жидкостью с тарелки на тарелку и улучшается орошение стенок колонны. , , Конструктивные особенности предла5 гаемого массообменного аппарата с тарелками вихревого типа позволили повысить производительность и эффективность разделения смеси.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, включающий корпус, контактное устройство в виде полотна с направленными чешуйками для газа (пара), расположенными по окружностям, цилиндрический патрубок и переливное устройство, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса

0 массообмена за счет турбулизации

фаз путем распыления жидкости и частичной ее рециркуляции, увеличения поверхности контакта фаз и возможности переработки жидкостей, преиму5 щественно при работе с загрязненными смесями, цилиндрический патрубок выполнен с прорезями и Г-образным вырезом в верхней его части и снабжен в нижней части завихрителем,

Q при этом часть цилиндрического патрубка, расположенная под Г-образным вырезом, отогнута наружу и примыкает к корпусу, окружности, по которым расположены чешуйки пересекаются в одной точке между цилиндрическим патрубком и корпусом аппарата, кромки чешуек- направлены в сторону входа в переливное устройство,

2,Аппарат по п.1, о.т л ич а ющ и и с .я тем, что, цилиндрические

0 патрубки располо.жены по высоте корпуса в шахматном порядке.

3,Аппарат по пп.1 и 2, о т л ичающийся тем, что,прорези в цилиндрическом патрубке выполнены в

3 виде окон с отогнутыми пластинами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 258226, кл.-С 12 F 1/06, 1969.

шннмм

хГЮГ%г7Оп 1а йУ°1 ag

2. Стабников В.Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. М., Техника, 1970, с.9б.

f

I

00 о о о

oV5

в о О ф 0 о Ц

Bu 5