Контактное устройство Советский патент 1980 года по МПК B01D3/30 B01D3/32 

764695

к снижению пропускной способности аппарата по жидкости. Этими факторами обуславливается низкая эффективность обновления поверхности контакта фаз. К недостаткам известного устройства относятся также низкая производительность и неравномерность распределения жидкости по всей высоте 4 азбрызгивающего устройства. Увеличение нагрузок по жидкости приводит к ее накапливанию при интенсивном вращений разбрызгивающего устройства в области большого основания опрокинутого усеченного конуса, где окружная скорость его наибольшая, чтр затрудняет поступление проконтактировавшей на ВЕЛшерасположенной ступени жидкости в полость нижерасположенного разбрызгивающего устройства. Увеличение скорости движения газового (парового) потока в области контакта фаз между турбулизирующими лопастями и стенками аппарата приводит к уносу.

Целью изобретения является расширение диапазона устойчивой работы и увеличение пропускной способности по жидкости.

Это достигается тем, что в известном устройстве полые усеченные конуса снабжены уст ановленным на верхнем большем основании полым усеченным перфорированным конусом и установленной на нижнем малом основании газораспределительной камерой, с тангенциально-направленными соплами, развернутыми по спирали вверх .под углом, равным 1 - 45 , к/плоскости вращения центробежного разбрызгивающего устройства, а патрубки для газа расположены на периферии газораспределительной камеры.

Целесообразно газораспределительную камеру с 1абжать клапаном/ выполненным в виде опрокинутого усеченного конуса и установленным с -возожностью свободного перемещения по оси врай1ения разбрызгивающих устройств, перетоки для жидкости располагать под диском и выполнять в виде камеры, в форме полого опрокинутого усеченного конуса и цилиндричёейОГО стака:на, еоедийенного с маым основанием кгилерой, каждое разбрызгивающее устройство снабжать конентрично установленными внутр козырьками, выполненными перфорированными у поверхности конуса, а цилин- рический стакан с сужением в нижней асги выполнять с расположенными по спирали щелями;

отверстия центробежных разбрызЗгиающих устройств располагать рядгши о линиям, наклонным к образующей ойусов/ и конуса выполнять с проезями, примыкающими к отверстиям азбрызгивающих устройств.

На фиг. I изображен аппарат, в отором установлено контактное усти.ойство, продольный разрез; на фиг. 2 показан узел на фиг,1.

Контактное устройство состоит из закрепленного в цилиндрическом корпусе 1 основания тарелки в виде диска 2, 5 камеры 3, выполненной в виде опрокинутого полого усеченного конуса и соединенной малым основанием с цилиндрическим сливным стаканом 4, имеющем в нижней части сужение 5, с расположенными по спирали щелями 6. На боковой поверхности камеры 3 установлены патрубки 7 для газа, заканчива1ощиеся коллектором 8, свободное сечение которого перекрывается свободно

5 перемещающимся по оси 9 клапаном 10, выполненным в виде опрокинутого конуса и находящимся в газораспределительной камере 11, переходящей в тангенциально-направленные сопла 12, разQ .вернутые по спирали вверх под углом, меньшим 45 , к плоскости вращения разбрызгивающего устройства. На неподвижной оси 9 установлено вращающееся от энергии газового (парового) потока в опорах 13 центробежное разбрызгивающее устройство, выполненное в виде полых усеченных конусов 14 и 15, соединённых между собой большими основаниями. Конуса 14 и 15 перфорированы отверстиями 16, расположенными рядами до линиям,наклонным к образующей конусов, и снабжены прорезями 17 вдоль этих линий. Малое основание опрокинутого полого усеченного конуса 14 соединено с гаэораспредели5 тельной камерой 11, выполненной в виде полого усеченного конуса. Усеченный конус 14 секционирован по высоте концентрично установленными козырьками 18, перфорированными у поQ верхности конуса 14. Нижняя часть неподвижной оси 9 закреплена на основании Тарелки гайками 19.

Щель между коллектором 8 и средней частью оси 9 уплотняется с помощью 5 накидной гайки 20 и втулки 21 коллектора 8.

ПрИ установке на одной контактной ступени нескольких предлагаемых центробежных разбрызгивающих устройств каж0 Доё из них изолируется отражающими сечатыми перегородками 22, установленными в зоне контакта фаз.

Контактное устройство работает следующим образом.

Газ (пар) подают с низа- колонны.

который проходит через патрубки 7,

коллектор 8, газораспределительную камеру 11 в тангенциально-направленные сопла 12. Клапан 10 в зависимости от расхода подаваемого газа (пара)

0 приподнимается на оси 9 на ту или иную высоту, регулируя и направляя поток газа (пара) в тангенциальнонаправленные сопла 12. Таким образом обеспечивается оптимальный режим работы центробежного разбрызгивающего устройства. Под действием реактивной силы газовых (паровых) струй, выходя щих из тангенциально-направленных сопл 12, приходит во вращение газораспределительная камера 11 с закреп ленным на ней центробежным разбрызги вающим устройством. В силу того, что тангенциально-направленные сопла 12 развернуты по спирали вверх под углом, меньшим 45, к плоскости вращения центробежного разбрызгивающего устройства, газ (пар) направляется непосредственно в зону разбрызгиваемых струй жидкости, участвуя в двух движениях: закручивается в плоскости перпендикулярной оси вращения центро бежного разбрызгивающего устройства, и движется вверх по аппарату, образуя высокотурбулентный закрученный газовый (паровой) поток в зоне конта та его с жидкой фазой. Жидкость подают сверху и она, дви гаясь противотоком газу (пару), проходит все ступени контакта. С каждой вышерасположенной ступени контакта жидкость по камере 3, цилиндрическому стакану 4, через сужение 5 и спирально-расположенные щелевые отверстия 6 поступает на нижерасположенную ступень в полость перфорированного центробежного разбрызгивающего устройства, равномерно распределяясь по всей его высоте. Под действием центробежной силы жидкость выбирается из отверстий 16 с прорезями 17, разбрызгиваясь в турбулизованНом и закрученном тангенциально-направленными соплами 12 газовым (паровым) потоке. Концентрично установленные в опрокинутом полом усеченном конусе 14 перфорированные козырьки 18 разделяют центробежное разбрызгивающее устройство по высоте на несколько секций, каждая из которых выполняет роль обособленного усеченного перфорированного конуса, принуждая тем са .мым жидкость равномерно диспергироваться из каждой отсеченной секции. Таким образом, в контактную зону жидкость разбрызгивается равномерно по всей высоте центробежного разбрыз гивающего устройства. Струи жидкости, разбрызганные из перфораций центробежного разбрызгива ющего устройства, имеют основной стержень, близкий по форме к цилиндрическому. Наличие у перфораций прор зей 17 приводит к распределнию вокру основного стержня пленок жидкости. Встречая сопротивление таких стру жидкость газ (пар5 f двигаясь в конта твой зоне по восходящей спирали,стре мится разрушить и закрутить каждую из них. Сил поверхностного натяжения у пленок недостаточно для сохранения их формы неизменной в турбулиэованно и закрученном газовом (паровом) пото ке. С другой стороны силы сцепления между молекулами жидкости в пленке основном стержне сдерживают отрыв ленки от стержня. При разрыве даных сил пленка увлекает с собой часть идкости из основного стержня. Таким бразом, происходит интенсивное обовление поверхности контакта фаз, то приводит к значительной интенивности процесса массо-теплообмена. Перфорированный полый усеченный онус 15 расширяет зону контакта фаз, редотвращает перелив и выплескиваие жидкости под действием центробежых сил и исключает унос жидкости из олости центробежного разбрызгивающео устройства. Диспергированная в зону контакта фаз жидкость стекает по стенкам аппарата на диск 2 основания тарелки, откуда по собирающей камере 3 и цилиндрическому сливному стакану 4 ниспадает в полость нижерасположенного центробежного разбрызгивающего уст ройства. Такая конструкция сливного устройства способствует быстрому сливу проконтактировавшей жидкости без брызгоуноса в полость нижерасположённого разбрызгивателя и позволит проводить процесс массо-теплообмена в широких диапазонах нагрузок аппарата по жидкости и газу (пару). Формула, изобретения 1.Контактное устройство для вихревых ротационных аппаратов, содержащее неподвижный диск, снабженный вращающимися центробежными разбрызгивающими устройствами, выполненными в виде расположенных большом основании вверх полых усеченных конусов с отверстиями, перетоки для жидкости и патрубки для газа, о. т л и ч а ю -. щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона устойчивой работыи у величения пропускной способности по жидкости, полые усеченные конуса снабжены установленным на верхнем большем -Основании полым усеченным перфорированным конусом и установ- ленной на нижнем малом основании газораспределительной камерой, с тангенциально-направленными соплами, развернутыми по спирали вверх под углом равным 1 - 45, к плоскости вращения центробежного разбрызгивающего устройства, а патрубки для газа расположены на периферии газораспределительной камеры. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что газораспределительная камера снабжена клапаном, выполненным в виде опрокинутого усеченного конуса -и установленным с возможностью свободного перемещения по оси вращения разбрызгивающих устройств. 3.Устройство по п. 1, отлич ающеес я тем, что перетоки, для жидкости расположены под диском И- выполнены в виде камеры в форме

64695 полого опрокинутого усеченного кону са и цилиндрического стакана, соединднного с Мсшым основанием камеры . 4. Устройство по п. If о т л и чающееся тем, что каждое разбрызгивающее устройство снабжено концентрично установленными внутри козырьками, выполненными перфорирова ными у поверхности конуса, а цилиндр ческий- стакан имеет в нижней части сужение и выполнение расположенными по спирали щелями. , 5. Устройство по пп. 1,4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что от8верстия центробежных разбрызгивающих устройств расположенырядами по линиям, наклонным к образующей конусов, и конуса выполнены с прорезями, примыкаюними к отверстиям разбрызгивающих устройств. Источники информации, принятые во внимание при 31кспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 497025, В 01 D3/32, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР 298349, В 01 D 3/30,1&71.

IS

12