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

1

Изобретение относится к массообменным аппаратам и может быть использовано для разделения бинарных и многокомпонентных смесей. Наибольший эффект может быть получен при перегонке смолообразующих смесей н смесей с , твердыми включениями.

Известен аппарат, который может быть использован для разделения бинарных и многокомпонентных смесей, который состоит из цилиндрического корпуса, завихрителя с зазором к JQ корпусу и переливного устройства П.

Помимо небольшой эффективности данная конструкция обладает существенньгм недостатком - переливное устройство во время работы на загрязненных смесях забивается. Этот недо- ,5 статок не позволяет перегонять жидкости с твердыми включениями и смолообразующие.

Известен массообменньгй аппарат, представляющий собой цилиндрический корпус, внутри которого устанавливаются контактные ступени из jo горизонтальных кольцевых струйных тарелок, имеюших переливное устройство для подачи жидкости с вышележащей тарелки на нижележащую. На горизонтальных частях тарелки по окружностям расположены чещуйки (штампованные прорези, имеющие форму сегмента) 2|.

Основным недостатком данной конструкции является переливное устройство, которое при работе с загрязненными смесями может забиться и прекратить подачу жидкой фазы с тарелки на тарелку.

На горизонтальных кольцевых тарелках с вращающимся двухфазным потоком поверхность образующейся газожндкостной эмульсии принимает форму параболоида вращения. Толщина слоя эмульсзш зависит от плотносш орошения и скорости газа. При достижении определенной критической скорости топшина слоя эмульсия .в центре тарелки становится равной нулю и дальнейшее увеличение скорости газа приводит к оголению центральной зоны тарелки, а следовательно к проскоку газа (неконтакту между фазами).

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а также интенсификация процесса массообмена за счет зтеличения времени и поверхности контакта фаз, улучщения условий перелива преимущественно при работе с загрязые1шыми смесями.

, 3 : ; 76

Указанная цеяь достигается тем, что аппарат снабжен укрепленными на внутренней пШерхВбстйГ jopnyca конусньши йыступаяи, к которым примыкают тарелки, снабженные механизмом их вертикального перемещения. Механизм .вертикального перемещения выполнен в виде стержня со стаканом, размещенным под каждой тарелкой и снабженным пружиной, прикрепленной к нижней части тарелки.

На фиг. 1 представлен продольный разрез

аппарата; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Массообменный аппарат с нестационарным Движением жидкости на контактной ступени состоит из цилиндрического корпуса 1. Внутри аппарата устанавливается коаксиальный стержень 2, на котором крепятся стаканы 3. В стаканы 3 вставлены пружины 4, к которым прикреплены горизонтальные струйные тарелки 5. На цилиндрическом корпусе 1 имеются конусные выступы 6, к которым принимаются горизонтальные струйные тарелки 5. Работает массообменный аппарат следующим образом. . Жидкость подается в верхнюю часть аппарата, газ (пар) - снизу. Газ (пар) проходит через чещуйки (штампованные прорези, имеющие форму сегмента), расположенные на горизонтальных частях тарелок 5, и приобретает вращательное движение. ЖиДкоСТб ПОСТупает иа верхнюю тарелку. Под действием газового (парового) пото ка жидкость приобретает вращательное движение, образуя газожидкостную эмульсию. Накапливание жидкости происходит до тех пор, пока вес столба жидкости будет больше силы упругости пружины 4, установленной в стакан 3 и динамического напора газокого (парового) пото ка на тарепку 5. В этом случае пружина 4 сжи мается, тарелка 5 опускается, образуя кольцевую щель с конусными выступами 6 на цилинд рическом корпусе 1. Часть жидкости переливается на нижележащую тарелку. Пружина 4 возвращает верхнюю тарелку 5 на прежнее место. На нижней тарепке жидкость будет контактировать с газом (паром) до тех пор, пока ее вес не будет больше силы упругости пружины и динамического напора газа на тарелкуч В предлагаемом массообменном аппарате интенсификация массообмена происходит за счет увеличения времени контакта фаз, нестационарных возмущений жидкой фазы, более полного использования контактного объёма.,

Увеличение времени контакта фаз происходит эа счет того, что жидкость задерживается на тарелке пружиной и динамическим напором газа (пара). При сжатии пружины жидкость устремляется в кольцевую щель, при этом стационарная структура газожидкостной эмульсии возмущается, после скоростей перестраивается, происходит более сильная турбулизация жидкости и интенсифицируется процесс за счет увеличения межфазовой поверхности контакта.

При возврате тарелки на прежнее место жидкость за счет толчка растекается по всей поверхности, увеличивая полезный контактный объем, опять как и при сжатии происходит перераспределение поля скоростей, т.е. вносятся нестаци- онарные возмущения в газожидкостнои поток. Частота колебаний тарелок зависит от плотности орощения и скорости газа (пара) по сечению аппарата. Применение предлагаемых конструктивных особенностей позволило значительно интенсифицировать процесс массообмена. Формула изобретения 1. Массообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус, горизонтальные струйные тарелки, переливные устройства, о т л и ч аго щ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет увеличения времени и поверхности контакта фаз, улучщения условий перелива, преимущественно, при работе с загрязненными смесями, аппарат снабжен укрепленными на внутренней поверхности корпуса конусными выступами, к которым в средней части примыкают тарелки, снабженные механизмом их вертикального перемещения. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что механизм вертикального перемещения выполнен в виде стержня со стаканом, размещенным под каждой тарелкой и снабженным пружиной, прикрепленной к нижней части тарелки. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 284965, кл. В 01 D 3/24, 10.11.69 (прототип).. / 2.Процессы, аппараты и машины пищевой и химической технологии. Тематический сборник КПИ. 1968, с. 42,

/

/«

L

.

J

f