Тепломассообменный газожидкостной аппарат Советский патент 1980 года по МПК F28C3/06 B01D3/26 

1

Изобретение относится к устройствам; предназначенным для проведения тепломассообмена в системах газ (пар) жидкость при непосредственном .контакте фаз.

Известен тепломассообменный газожидкостной аппарат, содержащий корпус и контактные устройства в виде ситчатых тарелок, на каждой из которых установлен с зазором конический патрубок с завихритеяем в верхней части и расположенными по центрупереливными ; трубами l J.

Основными недостатками известного устройства являются высокие гидравлические потери, приводящие к больщцм энергетичестшм затратам на инжектирование жидкости газом через перфораций тарелок, низкая производительность по газу, так как при повышенных скоростях прохода газового потока начинается неравномерное распределение жидкости по полотну тарелок и нерацион шьно исполь-. зуется цонтр4У1Ьная зона тарелки, что

в гитоге снижает интенсивность тепломассообмена рабочих сред.

Цель изобретения - интенсификация тепломассообмена и увеличение производительности.

Цель достигается тем, что тарелка снабжена установленной внутри патрубка конической обечайкой, угол конусности

при вершине которой меньше угла конусности патрубка, а высота обечайки сос10тавляет не более половины высоты патрубка.

На фиг. 1 представлен аппарат, общий вид; на фиг; 2-сечен-ие А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

15

Теплом ассообменный газожидкостной аппарат содержит корпус 1 и контактные устройства в виде ситчатых тарелок 2, на каждой из которых установлен с зазором 3 конический патрубок 4 с завихрителем

2d 5 в части и расположенными по центру переливными трубами 6. Заборный участок 7 переливных труб расположен дад тарелкой 2 с образованием гидрозатвора 8. Внутри патрубка 4 на тарелке 2 установлена коническая обечайка 9. Угол конусности обечайки 9 при ее вершине меньше угла конусности патрубка 4. Таким образом, кольцевой зазор Ю между патрубком 4 и обечайкой 9 выполнен сужающимся по ходу . теплообменивающихся сред, гидравлическое сопротивление зазора 10 меньше, чем гидрозатвора 8. В нижней части зазора 10 - на тарелке 2 выполнены прорези 11. В верхней части корпуса 1 на уровне завихрителя 5 установлен конусообразный отражатель 12. Камера 13 корпуса 1 внутри патрубка 4 над обечайкой 9 является контактной, Высота обечайки 9 для обеспечения необходимого процесса тепломассообменасоставляет не более половины высоты патрубка 4Устройство работает следующим образом.

Газ (пар), поднимаясь по аппарату под ситчатой тарелкой 2, разделяется на два потока. Один из потоков газа (пара) проходит через перфорацию ситчатой тарелки 2, и, барботируя через находящуюся на ней жидкость, образует газожидкостную эмульсию, которой заполняется контактная камера 13. Второй поток газа (пара) проходит через прорези 11 в ситчатой тарелке 2 в кольцевой зазор 10, где инжектирует часть .жидкости, поступающей из гидрозатвора 8 через зазор 3. Полученная газожидкостная смесь, ускоряясь в сужающемся кольцевом зазоре 10 образует быстро обновляющуюся поверхность контакта и инжектирует газожидкостную эмульсию, находящуюся в контакной камере 13, образованную первым газовым потоком. При этом образуется три зоны контакта фаз - зона эмульгированш, инжектирования в сужающемс кольцевом зазоре и зона инжектиро вания полученной в контактной камере 1 газожидкостной эмульсии.

Проконтактировавший газожидкостной поток, проходя через завихритель 5, приобретает мвогоструйное вращательное движение, в результате чего под действием центробежных сил происходит разделение фаз, газ поднимается на следующую ступень контакта, а отброш нная на конусообразный отражатель 12 жидкость скатывается вниз. При повышении

779793;

расхода газа (пара) увеличивается объем образующейся газожидкостной эмушзсии в контактной камере 13 и одновременно увеличивается скорость газового потока в кольцевом зазоре Ю, который инжектирует полученную эмульсию, что приводит к эффективному саморегулированию контактной ступени. Таким образом, конструкция теплообменного аппарата, включающая снабжение тарелки, установленной внутри патрубка, конической обечайкой обуславливает наличие трех зон контакта газа (пара) с жидкостью, что позволяет улучшить .условия распределения фаз. и создать сильно турбулизованную газожидкостную систему с непрерывно обновляющейся поверхностью межфазного KOHTaiiTa, что приводит к интенсификации тепломассообмена и снижению энергетических затрат на инжектирование менее плотной эмульсии, для которой требуются пониженные скорости инжекшш, а следовательно повышение пропускной способ- ности по газу и повышение производительности.

Формула изобретения

1.Тепломассообменный газожидкостной аппарат, содержащий корпус и контактные устройства в виде ситчатых тарелок, на каждой из которых установлен с зазором конический патрубок с завихрителем в верхней части и расположенными по центру переливными трубами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена, увеличения производительности, тарелка снабжена установленной внутри патрубка конической обечайкой, угол конусности при вершине которой меньше угла конусности; при вершине которой меньше угла конусности патрубка.

2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что высота обечайки. составляет не более половины высоты патрубка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 480422, кл В 01D 3/26, 1974.