Контактное устройство Советский патент 1980 года по МПК B01D3/26 

(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к.конструкциям .конгактных элементов, применяемых в аппаратах скоростного тепломассообмена. Известен контактный элемент, состоящий из вертикального круглого цилиндра с завихрителем в нижней и сепаратором в его верхней части, роль которого выполняет верхний отрезок цилиндра, перфорированный вертикальными щелями и имеющий над ними отбойную перегород ку 1. Недостатками этого элемента являются наличие уноса жидкости при ее отводе, значительное гидравлическое сопротивле1ше и низкая эффективность массообмена при рециркуляции жидкости как в условиях одиночного контактного элемента, так и их множества. Причиной уноса, жидкости при ее отводе является сильное возмущающее воздействие перфорации на винтообразно восходящую, жидкостную пленку, приводящее к ее частичному или .полному разрущению с образованием капель и брызг, уносимых газо (паро) вым потоком. Кроме того.рассматриваемая перформация не исключает прямого проскока жидкостной пленки между вертикальными щелями, обладающих свойством гасить ее вращательное движение. Значительное гидравлическое сопротивление обуславливается больпшм коэффициентом гидравлического сопротивления перфорированного участка, его протяженностью и сильной турбулизацией газа (пара) и пленки при ее разрущениина участке, выполняющем роль сепаратора. Низкая эффективность массообмена является следствием как смешения проконтактировавщей и свежей жидкости на входе в контактный элемент, так и ее продольным перемешиванием между контактными элементами, вызываемого не только и не столько турбулентной диффузией, сколько интенсивным разбрызгиванием проконтактировавщей жидкости во все стороны, в том числе и против течения. Известно контактное устройство для тепломассвобменных аппаратов, выполненное в виде вертикального патрубка с размещенным над ним сепаратором и завихрителем, верхний срез сепаратора размещен на уровне верхнего среза патрубка 12. Однако в известном контактном устройстве при отводе жидкости из контактного элемента имеется место уноса, что снижает эффективность;Целью изобретения является интенсификация процесса за счет снижения уноса жидкости при её отводе и гидравлического сонротивления. Поставленная цель достигается тем, что сепаратор выполнен с косым нижним срезом, вершина которого снабжена вертикальным стержнем и устройство снабжено расположенной между патрубком и сепаратором горизонтальной перегородкой. Целесообразно, чтобы угол между плоскостью стержня и вертикальным стержнем был бы равен 130-170°; сепаратор выполнять с вер тикальными щелями, расположенными,ниже горизонтальной перегородки. На чертеже изображен продольный разрез контактного элемента. Он сдст6йт извертикального йруглого патрубка I с прямым срезом 2, сепаратора, выпол ненного в виде внешнего цилиндра 3, имеющег прямой верхний .срез 4, косой нижний срез 5, верцшна которого снабжена вертикальным стерж нем 6, вертикальные щели 7, размещенные ниже перегородки 8. Устройство работает следующим образом. Восходящий газо(паро)вый поток взаимодей ствует с жидкостью в закрученном прямотоке, отбрасывает ее ,на внутреннюю поверхность кон тактного патрубка 1 и беспрепятственно покида ет его. Взаимодействующая с газом (паром) жидкость, будучи отброшенной центробежными си на виутренн юю ПоверХность контактного патрубка 1, набегает на его прямой срез 2 и поглощается жидкостью, смачивающей его и им ющей под действием сил сцепления и поверхйостн ьго натяжения выпуклый мениск над переполненной приемной камерой, образованной патрубком 1 и Внешним цилиндром 3 и перегородкой 8. Нёпр ёрь1внопостуйающая жидкость перелива ется через прямой срез 4 внешнего цилиндра 3 стекает под действием силы тяжести по его боковой поверхности вниз, набегает на косой срез 5 и под действием сил сцепления стекает .к его вершине, а затем по стержню 6, опущен ному в жидкость, без брызгообразоваиия посту пает на тарелку в заданную точку. Предлагаемая конструк|щя контактного элемента позволяет полиостью устранить унос жидкости при разделении газа (пара) и пленки и уменьшить гидравлическое сопротивление, как минимум, на величину гидравлического сопротивления сепараторов известных контактных элементов при прочих равных условиях. Кроме того, предлагаемая конструкция интенсифицирует процесс массообмена при рециркуляции жидкости как за счет предотвращения смешения проконтактировавшей и свежей жидкости ца входе в контактный элемент, так и за счет уменьшения ее продольного перемешивания между контактными элементами в условиях их множества. Применение предлагаемого контактного элемента наиболее целесообразно при реконструкции действующих колонн с целью резкого повышения их производительности и эффективности, а также при создании новой высокопроизводительной высокоэффективной компактной тепломассообменной аппаратуры. Формула изобретения 1.Контактное устройство для тепломассообменных аппаратов, включающее вертикальный патрубок с завихрителем и расположенный снаружи его цилиндрический сепаратор, верхний срез которого размещен на уровне верхнего среза патрубка, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет снижения уноса жидкости при ее отводе и гидравлического сопротивления, сепаратор выполнен с косым нижним срезом, вершина которого снабжена вертикальным стержнем и устройство снабжено расположенной между патрубком и сепаратором горизонтальной перегородкой. 2.Контактное устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что угол между плоскостью косого среза и вертикальным стержнем равен 130-170°. 3.Контактное устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что сепаратор выполнен с вертикальными щелями, распбложенными ниже горизонтальной перегородки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 257439, кл. В 01 D 3/20, 10.06.68. 2.Авторское свидетельство СССР № 480421, кл. В 01 D 3/26, 24.10.74 (прототип).