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

..; - -;т.;. - ----и iX.;:j.yt,.. зЧ/л I iQ H-Jii патрубка подвода пара (газа) 10 и Тйтрубка 11 для отвода жидкой фазы. В полотне тарелки 2 изготавливают однонаправлениые чешуйки 12, получеиные методом просечки или любым другим методом. Работает аппарат следующим образом. Паровая фаза поступает в аппарат снизу через патрубок 10 и барботер (трубу) 9, жидкая фаза подается в аппарат сверху и стекает из переливного кармана 6 вышележащей тарелки 2 через переливные трубы 3 в кольцевой переливной паз 4 нижележащей тарелки 2. Жидкость растекается по полотну тарелки и контактирует с вращающимся потоком пара, выходящим из однонаправленных чешуек 12. Пар закручивает жидкость за счет сил трения. Жидкость вращается и под действием центробежных сил отбрасывается к периферии тарелки. Поверхность жидкости приобретает вид параболоида вращения, что приводит к созданию разности статического давления в жидкости у стенки и в центре аппарата, под действием создавшегося градиента давления жидкость из переливного кармана 6 по рециркуляционным патрубкам 5 устремляется к центру тарелки в рециркуляционный стакан 7, из которого поступает на тарелку 2, опять контактирует здесь с выходящим из чешуек 12 паром, интенсивно перемешивается и закручивается. Для исключения попадания жидкости из переливных патрубков 3 в рециркуляционный стакан 7, а из него в рециркуляционные патрубки 5, минуя зону массообмена, жидкость с вышележащей тарелки вводится в кольцевой переливной паз 4, отделенный от рециркуляционного стакана 7 разделительным полотном тарелки 8 с однонаправленными чешуйками 12. Пар, выходящий из чешуек полотна 8, отсасывает жидкость к периферии за счет центробежных сил, таким образом, исключается возможность перетекания жидкости по рециркуляционным патрубкам 5, минуя зону контакта. Одновременно увеличивается количество рециркулирующей жидкости, за счет обеспечения направленного движения всей жидкости из переливных труб 3 от паза 4 к переливному карману 6. Часть жидкости из переливного кармана 6 попадает на нижележащую тарелку через переливные трубы 3, а часть участвует в рециркуляции. В случае прекращения подачи жидкой фазы в аппарат тарелки будут продолжать работать некоторое время за счет рециркуляции жидкости, находящейся на них. Тем самым обеспечивается сохранение рабочего режима при случайных прерываниях подачи жидкой фазы. Рециркуляция жидкости в пределах одной тарелки позволяет создать относительно большее орошение чешуйчатой тарелки и тем самым обеспечить более равномерную толщину слоя жидкости. Увеличение массы жидкости на тарел07 ке при постоянной энергии вращения вызываетуменьшение радиального смещения, а следовательно, и более равномерную толщину слоя, что исключает п|)оскок газовой фазы минуя основную зону массообмена, то есть интенсифицирует массообмен. Для интенсификации процесса массообмена в нижней части аппарата в месте ввода пара барботер снабжен отверстиями только на боковой поверхности барботера (труб) 9, а это позволяет распределить весь пар более равномерно в горизонтальной плоскости. Параболические траектории струй пара (см. фиг. 5) имеют большую длину пути по сравнению с обычным вводом пара, а следовательно, таким образом удается в нижней части аппарата развивать большую поверхность и время контакта фаз. При этом желательно выполнять отверстия чередующегося диаметра, диаметр нечетных отверстий не равен диаметру четных (см. фиг. 5), что обеспечивает более равномерное распределение пара по сечению аппарата и увеличивает турбулизацию жидкости в нижней части аппарата. Таким образом чешуйчатый аппарат с рециркуляции жидкой фазы обладает рядом преимуществ по сравнению с выбранным прототипом. Во-первых, он позволяет организовать многократную рециркуляцию жидкой фазы в пределах одной тарелки, что увеличивает время контакта фаз и способствует повышению эффективности аппарата. Во-вторых, данная конструкция сохраняет рабочий режим при колебании подачи жидкости, что упрощает эксплуатацию аппарата. В-третьих, на тарелке обеспечивается более равномерный слой жидкости, что приводит к более интенсивному взаимодействию фаз на тарелке, так как исключается проскок газовой фазы по пути наименьшего сопротивления (в месте меньшей толщины слоя), зону основного контакта. В-четвертых, в нижней части аппарата в месте ввода острого пара происходит более интенсивное взаимодействие фаз и равномерное распределение пара по сечению аппарата, что звеличивает интенсивность массообмена. Как показывают предварительные расчеты, ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого аппарата в спиртовой промышленности составит не менее 50-60 тыс. руб. в год. Формула изобретения Массообменный аппарат, включающий вертикальный корпус, внутри которого по высоте его установлены горизонтальные чешуйчатые тарелки с переливным устройством в виде переливного кармана и труб, о т л и ч а ю 1ц и и с я тем, что, с целью пнтенсификацни процесса массообмена путем

создания многократной рециркуляции жидкости, обеспечения равномерного слоя на тарелке и увеличения поверхности контакта, каждая тарелка снабжена в центральной части установленным под ней стаканом с патрубками, соединенными с переливным карманом, при этом часть тарелки, расположенная под трубами, выполнена с кольцевым пазом, а часть тарелки между трубами выполнена с чешуйками.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен в нижней части устройством для распределения газа в виде трубы с разным диаметром отверстий. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 232189, кл. В 01D 3/30, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 566597,кл. В 01D 3/22, 1974 (прототип).

T2