Массообменный аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01D3/22 B01D53/20 

(54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратур ному оформлению эжекционных тепломас сообменных и газоочистных устройств мокрого типа для проведения процессо в-системе газ (пар) -жц кость (поглотртель) - подвижная насадка, и при меняется в химической, нефтяной, неф техимической, горнодобывающей и других отраслях промьшшенности. Известно устройство для мокрой очистки газов, включающее корпус, в нижней части заполненный жидкостью, тангенциальный патрубок ввода газа, установленное по оси корпуса контакт ное устройство, имеющее слой подвижной насадки, размещенный на опорной решетке, при этом контактное устройство образует с корпусом кольцевую камеру U 1 Известен массообменный аппарат с циркулирующей насадкой, включающий корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, опорную и ограничительную решетки. Корпус вьшолнен в виде спиральной коробки, снабженной выпрямлякщим устройством, выполненным в виде усеченного конуса с лопатками, причем нижняя часть спиральной коробки снабжена аэродинамическим козырьком, установленным в патрубке ввода газа и жидкости. В этом аппарате ограничительная решетка предотвращает вынос элементов насадки из аппарата в период запуска и остановки, когда центробежные силы еще -,.. - недостаточно велики, чтобы цоджать насадку к периферийной стенке спиральной коробки 2 . Известны сепараторы инерционного типа, в которых струю газа или пара, несущую капли жидкости, заставляют внезапно изменить направление. В си-у инерции капли стремятся сохранить ервоначальное направление, ударяются стенку, сте:кают по ней и выводятся а пределы потока паро-газовой фазы 8 Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аипарат для проведения массообменных процессов в системе газ (пар -жидкость, включающий корпус с газораспределительными нижней горизонтальной и верхней конусной решетками, между которыми поме щен слой шаровой насадки из различных по массе и объему элементов, приводимых потоком газа в псевдоожиженное состояние, снабженный внутренней циркуляционной трубой, внутри которой может быть установлена трубка для ввода газа. В этом аппарате при повьшении расходов газовой фазы более легкие элементы насадки поднимаются потоком газа через слой псевдоожиженных тяжелых элементов в верхнюю часть аппарата, прижимаются к верхней решетке и, скользя по ее конусообразной поверхности, собираются в вершине и попадают в циркуляционную трубу, в которую подводится газ для ускорения циркуляции легких элементов А,. Однако, в известных аппаратах снижается эффективность за счет ограниченной скорости газового потока в свободном сечении, связанной с явлением захлестывания аппарата. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет обеспечения направленной инерции выноса подвижной насадки в циркуляционную трубу при одновременном ускорении циркуляции эле ментов насадки. Цель достигается тем, что вороНка выполнена с диаметром, большим диаметра штуцера для выводу газа и нижняя кромка штуцера для вывода газа расположена внутри воронки с циркулирующей насадкой, имеющей вертикаль ную камеру, протяженную до нижней стенки емкости, образующую щель межд нижним концом камеры и зеркалом жидкости в емкости, и содержащую штуцер для ввода и вывода газа и жидкости, подвижную насадку на опорной (газора иределительной) решетке, закрепленно в камере у ее нижней части, а также циркуляционную трубу с воронкой, установленную выше (с зазором) указанн решетки вдоль вертйкапьнрй камеры. Определяющий размер (диаметр.) воронки прёвьш1ает опрёделякщий размер (диаметр патрубка штуцера для вывода газа ,при этом указанный патрубок введен внутрь вертикальной камеры соосно циркуляцио нойгтрубе,. а его юшняя кромка, распо ожена ниже верхней кромки воронки. Целесообразно в аппарате иметь расстояние между штуцером для вывода газа поверхностью воронки, равное по еньшей мере 1,5 диаметра элемента насадки. Нижняя часть патрубка для вывода , газа может быть выполнена перфорированной. На фиг. 1 схематически изображен массообменный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - верхняя часть циркуляционной трубы с воронкой; на фиг. 3 - опорная решетка и установленная над ней циркуляционная труба. Аппарат содержит корпур 1, включающий камеру 2 для удержания 5шдкости, снабженную штуцером 3 для ввода жидкости и штуцером 4 для вывода раствора (шлама), вертикальную камеру 5 с опорной решеткой в. Над опорной решеткой установлен на высоте И нижний конец циркуляционной трубы 7, Циркуляционная труба расположена вдоль вертикальной камеры и имеет в верхней части воронку 8 для элементов 9 насадки-. Элементы насадки опускаются внутри циркуляционной трубы на опорную решетку и через зазор высыпаются из трубы, располагаясь под углом естественного откоса, перекрывая часть отверс.тий (каналов) решетки. Нижняя кромка вертикальной камеры 5 образует щель (зазор, просвет) с зеркалом жидкости в емкости.Газ, подле-(жащий очистке, подается через fflT njtep 10 и выводится из вертикальной камеры .при помощи штуцера П. Нижняякромка 12 штуцера 11 для вывода газа находи-тся ниже верхней кромки воронки. Ра.сстояние между штуцером для вывода газа и поверхностью воронки составляет по меньшей.мере 1,5 диаметра элемента насадки. Нижняя часть -штуцера 1 имеет перфорацию. Массообменный аппарат работает следующим образом. Подлежащий очистке газ подается через штуцер 10 в полость В, образованную стенкой корпуса 1 и стенкой вертикальной камеры 5. Равномерно распределенньй газовьй поток проходит через щель между нижней кромкой вертикальной камеры 5 и зеркалом жид-. кости, при этом интенсивно эжектирует последнюю и выносит ее через отверстия решетки 6 в слой элементов 9 насадки. Насадка 9 пои этом псевдоожижается и в контактной зоне образу58ется трехфазная турбулизованная система газ-жидкость - Ьодвижная насадка. По мере расширения псевдоожиженного слоя и увеличения высоты подъема насадки силы ее тяжести компенсируются повышением скорости газовой фазы, а за счет уменьшения поперечного сечения увеличивается увлекающая сила,- действующая на элементы насадки. Таким образом, насадка поднимается в верхнюю часть вертикальной каме ры, где газовый поток изменяет свое направление, при этом элементы насадки под действием газового потока и силы тяжести получают направленную инерцию движения в циркуляционную трубу, а газ выходит из аппарата через штуцер 11. Кроме того, элементы насадки, получившие направленную инерцию движения; не увлекаются впоследствии газовым потоком вследствие уменьшения скорости газа в сепарационном объеме В. Далее элементы 9 насадки и захваченная жидкость под действием инерции и силы тяжести опускаются по тру бе вниз на опорную решетку и процесс циркуляции осуществляется аналогично Формула изобретения 1 .Массобменный аппарат, включаю1Щ1й корпус с размещенными внутри него ре26теткой со слоем насадки, циркуляционную трубу с воронкой и соосно расположенный ей штуцер вывода газа, о тличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет обеспечеш я направленной инерции выноса подвижной насадки в циркуляционную трубу при одновременном ускорении циркуляции элементов насадки, вооонка выполнена с диаметром, большим диаметра штуцера для вывода газа, , нижняя кромка штуцера для вывода газа расположена внутри воронки. 2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что расстояние между штуцером для вывода газа и поверхностью воронки составляет .по меньшей мере 1,5 диаметра элемента насадки. 3,Аппарат по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что нижняя часть штуцера для вывода газа выполнена пер форированной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1203022, В 1 R, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 581957, В 01 D 3/32, 1974. 3.Домашнев А.Д.Конструирование расчет химических аппаратов. М., 1961, с. 462-463. 4.Авторское свидетельство СССР 415028, В 01 О 53/20, 1969.

П

Ч