Роторный массообменный аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01D3/30 

1

Изобретение относится к массообменной аппаратуре, применяемой в частности, в химической,.нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической промышленности.

Известен ротррный массообменный аппарат, выполненный в виде цилиндрического корпуса, внутри которого смонтированы,неподвижные тарелки с переливными устройствами для жидкости, и ротор,-вращающиеся тарелки которого имеют различное исполнение ш.

Однако в этом аппарате .имеет место .преждевременный срыв жидкости с верхних горизонтальных кромок турбулизирующих элементов и укос ее на вышележащее контактное устройство, а также кратковременность контакта взаимодействующих фаз.

Известен также массообменный аппарат., выполненный в виде корпуса, переливных устройств и ротора, представляющего собой закрепленные на вращающетлся валу диски, снабженные по периферии BHHTOBtaviH лопастями, расположенными в радиальном направлении .

Взаимодействие фаз и аппарата присходит в условиях перекрестного т6,ка . Жидкость, попадая по переточным трубам на вращающийся диск, под действием центробежных сил разгоняется по его поверхности, срывается скромки дмска и переходит на винтовые ло пасги, где растекается по поверхности в виде пленки и.срываясь с вертикальной кромки лопастей, ударяется в стенку корпуса 2.

0

Газ (пар) контактирует с жидкостью в основном на поверхнос.ти винтовых лопастей, которые турбулизируют газовый (паровой)поток.

Однако в контактном устройстве такого аппарата, под действием центробежной силы жидкость движется не только в радиальном направлении, но 1меет и вертикальную составля сяцую скорости, что приводит к тому, что часть жидкости не успевает достичь вертикальной кромки лопастей и срывается с верхней горизонтальной- кромки ее, подхватывается потоком пара (газа) и уносится на вышележащее контактное устройство, что приводит к снижению разделяющей способности и производительности контактных устройств. Ги.цравлическое сопротивление при обтекании газовым (паровьм) по0 тором ротора аппарата невелико,, но w компенсация гидравлического сопротив ления за счет винтовой формы лопасте так же невелика. Цель изобретения - интенсификация процессов массообмена и снижение гид равлического сопротивления. Указанная цель достигается тем, что турбулизирующие элементы выполнены в виде расположенных в радиальнсм направлении пар наклонных лопастей, преимущественно плоских, при этом нижняя кромка задней по отношению направления вращения ротора ло-. пасти расположена ниже нижней крсмки передней лопасти, а верхняя кромка задней лопасти отбортована в сторону вращения ротора и прикрывает верхнюю кромку передней лопасти. На фиг , 1 изображен роторный аппа рат, продольный разрез; на фиг. 2 аксонометрия турбулизирующего элемен та/ на фиг. 3 - cxavia движения взаимодействующих потоков в турбулизирующих элементах. Роторный массообменный аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 внутри которого установлен вал .2 с смонтированными на нем поэтапно распределителями жидкости 3, на вертикальной образующей которых укреплены в радиальном направлении турбулизирующие элементы, состоящие из пар наклонных лопастей - передней 4 и задней 5, а на внутренней поверхност корпуса укреплены поэтажно перелив-, ные карданы 6 с переточными трубами 7 и питательными стаканами 8, Положение ротора и переливных карманов фиксируется дистанционными втулками 9 и 10. Устройство работает- следующим образом . Жидкость из кармана б по переливным трубам 7 через питательный стакан 8 поступает на дно вргицающегося распределителя 3. Под действием цент робежных сил она разгоняется по его поверхности, а затем через отверстие в цилиндрической части поступает на передние лопасти 4. Поскольку передние лопасти наклонены в сторону, про тивоположную направлению вращения ро тора, под действием центробежных сил пленка жидкости имеет радиальную и вертикальную составляющую скорости, поэтому она, растекаясь по поверхнос ти лопасти, поднимается и, срываясь с верхней крсмки в виде капель, ударяется о поверхность набежавшей задней лопасти 5, имеющей такой же угол наклона. Жидкость теряет свою энерги снова разгоняется и растекается на поверхности лопасти. Срыву жидкости с верхней кромки лопасти 5 препятствует то, что она отбортована в сто рону вращения ротора и прикрывает верхнюю кромку передней лопасти. Дви гаясь в радиальном направлении пр по верхности лопасти 5, жидкость срывается с ее вертикальной кромки, ударяется о корпус аппарата 1, стекает в карман б, а затем по переливным устройствам поступает на нижележащее контактное устройство и т.д. Жидкость контактирует с паром (газом) , движущимся в аппарате снизу вверх. Поскольку угол атаки лопастей меньше 90, паровой (газовый) поток подсасывается роторсм ко;1тактного устройства и проходит между лопастями, меняя направление и турбулизируясь ими . Процесс массообмена в контактных устройствах аппарата осуществляется в момент контакта между высокотурбулизированным потоком пара (газа) и жидкости, находящейся не только-в виде пленки, но и в виде капель, которые образуются при срыве жидкости с верхней кромки передней лопасти и деформируются при ударе о поверхность задней лопасти и о корпус аппарата, что значительно интенсифицирует процесс . В предлагаемой конструкции аппарата достигается высокая производительность, так как верхние кромки задних лопастей отбортованы в сторону вра- щения ротора, прикрывают верхнюю кромку передней лопасти и выполняя роль отбойника, предотвращают унос жидкости на вышележащее контактное устройство. Это обстоятельство, способствует в свою очередь повышению и разделяющей способности каждого контактного устройства. Установка лопастей под углом по отношению к газовому потоку позволяет работать контактным устройствам так Же, как насос или вентилятор во всасывающем режиме, что в значительной мере компенсирует часть общего гидравлического сопротивления. Формула изобретения Роторный массообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус, неподвижные тарелки с переливными устройствами для жидкости, ротор, снабженный турбулизирующими элементами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов массообмена и снижения гидравлического сопротивления, турбулизирующие элементы выполнены в виде расположенных в радиальнсм направлении пар наклонных лопастей, преимущественно плоских, при этом нижняя кромка задней по отношению направления вращения ротора лопасти расположена ниже нижней кромки передней лопасти, а верхняя кромка задней лопасти отбортована в сторону вращения ротора и

прикрывает верхнюю кромку передней лопасти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

свидетельство СССР 01D 3/30, 1966.

свидетельство СССР

01D 3/30, 1968 (про