Контактный элемент для тепломассо-ОбМЕННОгО АппАРАТА Советский патент 1981 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к контактным элементам для массотеплообменных аппаратов и может найти применение в химической промышленности. Известен контактный элемент массообменной тарелки, содержащий клапан , закрепленный на переливной трубе, установленной в отверстии полотна тарелки; элемент снабжен кольцевым диском, установленным между клапаном и тарелкой с диаметром, большим .диаметра клапана, втулкой, прикрепленной к полотну, установленной на переливной трубе и снабженной в нижней части эавихрителем I. Известно контактное устройство для тепломассообменных аппаратов, включающее переливной цилиндрический патрубок, жестко и концентрично рас положенный относительно отверстия в полотне тарелки, с отбойным элементом в нижней части и клапан кольцевой формы; к переливному патрубку п креппен расположенный между клапано и тарелкой усеченный конус, направленный вершиной вниз 21 . Известен контактный элемент для тепломассообменного аппарата, включающий основание с отверстиями и ра положенные в них трубки с клапанами выполненными в виде конусов, размещенных меньшим основанием вниз; полость конуса играет роль переливного устройства {3. Однако в этих устройствах интенсивность массообмена остается невысокой. Это объясняется низкой степенью турбулизации жидкой фазы и наличием устройчивых струй восходящего газового потока в зоне контакта фаз. Кроме того, в случае проведения массотеплогобмена с использованием кристаллизующейся жидкости, кольцевые зазоры инкрустируются, в результате чего требуется чистка контактного элемента. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет улучшения условий турбулизации газожидкостного потока и увеличения диапазона скоростей контактирующих фаз. Поставленная цель достигается тем, что каждый конус снабжен расположенными на его образующей у меньшего основания пропеллерными траверсами. Целесообразно выполнить воронку таким образом, чтобы диаметр большего основания конуса на 10-20% был больше диаметра отверстия основания, а диаметр меньшего основания конуса превышал бы на 20-40% диаметр трубки.

На чертеже показан контактный элемент , продольный разрез.

Контактный элемент массотеплообменного аппарата включает основание 1 с барботажными отверстиями, вертилсальные трубки 2, вставленные в отре1рстия и образующие с тарелками 1 кольцевые зазоры 3. в,кольцевых зазорах 3 установлены конуса 4 с пропел.лерными траверсами 5, расположенными / на образующей кожуха у нижнего ее основания.

Диаметр большего основания воронки 4 на 10-20% превышает дяаметр барботажного отверстия основания, а диаметр меньшего основания на 20-40% превышает диаметр трубки 2.

Койтактный элемент работает следующим образом.

Исходная жидкость поступает на верхнюю контактную тарелку 1 и через кольцевые зазоры 3 стекает с основания на основание. Газовый поток поступает навстречу жидкости под нижнее основание. За.счет большой скорости газового потока в свободном сеченИи кольцевых зазоров 3 конус 4 поднимается и при этом газовый .поток искривляет свой путь и на верхней кромке конуса 4 происходят-завихрения восходящего потока, и часть жидкости, захваченная газовым потоком,,забрасывается в конус 4. Кроме того,газовый поток, подаваемый с большой скоростью,ударяясь О пропеллерные траверсы, установленные к потоку под некоторым углом, приводит конус во вращательное движение, что предотвращает инкрустацию кольцевых зазоров и конусов. Далее забрасываемая в конус жидкость инжектируется через кольцевой зазор у нижнего основания воронки и снова выбрасывается на контактное основание 1. Затем газ поступает на вышележащее основание, а жидкость перетекает на нижерасположенное основание.

Таким образом, на контактном элементе значительно интенсифицируется процесс массотеплообмена за счет увеличения диапазона скоростей контактирующих фаз и предотвращается инкрустация кольцевых зазоров и конусов. Пребывание жидкости на контактном эле менте увеличивается при одновременном образовании пенного слоя по всей поверхности основания. Кроме того, посредством пропеллерных траверс конуса под действием газового потока приводятся во вращательное движение. Вращение конуса предотвращает инкрустацию кольцевых зазоров и конуса и при этом улучшаются условия турбулизации газожидкостного потока, что также интенсифицирует процесс массотеплообмена. Установка траверс у нижнего основания воронки обеспечивает максимальное передвижение уонуса в вертикаль- . ном направлении.

, Диаметр большего основания воронки превышает на 10-20% диаметр барбо тажного отверстия, в результате чего

при прекращений подачи газового потока в аппарат, конуса не проваливаются в кольцевые зазоры, а зависают. Выполнение диаметра большего основания превышающим более чем на 20% и

5 менее чем на 10% диаметр барботажного отверстия технически нецелесообразно. Также необходимо, чтобы диаметр меньшего основания превьвиал на 20-40% диаметр трубки, так как это

обеспечивает свободное вращение конуса вокруг трубки и перемещение конуса в вертикальном направлении при изменении скоростей газового потока.

изобретения

1.Контактный элемент для тепломассообменного аппарата, включающий основание с отверстиями и расположенные в них трубки с клапанами, выполненными в виде конусов, размещенных меньшим основанием вниз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшения условий турбулизации газожидкостного потока и увеличения диапазона скоростей контактирующих фаз, каждый конус снабжен расположенными на его образующей у меньшего основания

пропеллерными траверсами.

2.Элемент по п. 1, о т л и чающийс я тем, что диаметр большего основания конуса на 10-20% превышает диаметр отверстия основания..

3. Элемент попп. 1и2, отличающийс я тем, что диаметр меньшего основания конуса превьииает на 20-40% диаметр трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №592420, кл. В 01 D 3/30, 1975.

2.. Авторское свидетельство СССР W 588998, кл. В 01 D 3/30, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР 476881, кл, В 01 D 3/30, 1973.

г

2

V

v