Прямоточное контактное устройство Советский патент 1981 года по МПК B01D3/26 

Изобретение относится к химической технологии, в частности, к массообмен ным устройствам для проведения тепломассообменных процессов в системе пар (газ) - жидкость. Известна контактная тарелка, включающая в себя контактные патрубки и турбулизирующие устройства, выполненные в виде стаканов с тангенциальными прорезями и расположенными под плоскостью тарелки соосно с контактными Tpy6cUvM 1 , Однако такая тарелка обладает небольшой пропускной способностью по жидкой фазе, недостаточной поверхностью контакта фаз, низкой эффектив ностью массообмена; большим сопротив лением и уносом жидкости. Известно прямоточное контактное устройство для взаимодействия пара (газа) с жидкостью, состоящее из горизонтальной тарелки, на которой расположены паровые патрубки и контактные трубки, имеющие в верхней ча ти сепарационные устройства, внутри которых помещены винтовые лопасти 2 Такое прямоточное контактное устройство характеризуется малой поверхностью контакта фаз, небольшой пропускной способностью по жидкой фазе, низкой эффективностью массообмена. Малая поверхность контакта фаз вызвана тем, что контакт пара (газа) с жидкостью происходит в пленке )хидкости, образующейся только на поверхности контактных трубок. Небольшая пропускная способность по жидкой фазе связана с тем, что жидкость транспортируется только по внутренней поверхности контактных трубок. Низкая эффективность массообмена вызвана тем, что значительная часть паза (газа) проскакивает по центру контактных трубок, не вступая в контакт с жидкостью, а кроме этого вследствие малой поверхности и малого времени контакта фаз. Малое время кон- такта фаз заключается в небалы лой пропускной способности контактного устройства, отчего находящаяся на тарелке жидкость незначительное число раз проходит через контактные трубки. Цель изобретения - повышение эффективности за счет увеличения поверхности контакта фаз, пропускной способности по жидкой фазе.

Для достижения указанной цели нижние части контактных трубок выполиены с отверстиями, снабжены желобами для подвода жидкости и пластинами, верхние части которых выполнены отогнутыми в видепропеллеров, а нижние расположены в желобах. Целесообразно, чтобы отношение длины пластин к длине контактных трубок было бы равно 0,1-1,0, отнсж1ение длины верхних частей пластин к длине самих пластин- 0,1-1,0, а пластины располагать по хордам сечений контактных трубок и отношение ширины пластин к длине хорд сечений контактных трубок было бы равно 0,8-1,0.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство состоит из тарелки 1, на которой размещены конта-ктные трубки 2, имеющие отверстия 3, сепарационные устройства 4 с отверстиями 5 для вывода жидкости и с винтовыми лопастями 6. Параллельно оси контактных трубок 2 размещены пластины 7, нижние части которых входят в желоба 8, проходящих через отверстия 3, а верхние части пластин 7 отогнуты в виде пропеллеров 9.

Отношение длины пластин 7 к длине контактных трубок 2 составляет 0,11,0.

Зазор между боковой поверхностью желобов 8 и поверхностью пластин 7 равен 0,5-20,0 мм. Верхние части пластин 7 отогнуты в виде пропеллеров 9 под углом 5-60.

Отношение длины верхних частей пластин к длине пластин 7 составляет 0,1-1,0 отнсяпение ширины пластин 7 к длине хорд контактных трубок 2, по которым расположены пластины 7, составляет 0,8-1,0.

Контактное устройство работает следующим образом.

Пар (газ) движется вверх по контактным трубкам 2, проходя между желобами 8, приобретает большую скорость и вследствие этого, а также за счет столба жидкости на тарелке 1 засасывает жидкость в желоба 8 и транспортирует ее по поверхности пластин 7 и контактных трубок 2. При этом происходит интенсивный массообмен между пленкой жидкости и паром (газом). На выходе из пластин 7 под действием пропеллеров 9 пар (газ и большая часть жидкости приобретает вращательное движение, под действием которого жидкость отбрасывается на внутреннюю поверхность сепарационных устройств 4. Другая часть жидкости, сорванная с верхних торцов пластин 7 попадает на поверхность винтовых лопастей 6, приобретает вращательное движение и под действие этого также попадает на внутреннюю поверхность сепарационных устройств туда же попадает жидкость, транспортирукхцаяся по внутренней поверхности контактных трубок 2. С внутренней поверхности сепарационных устройств 4 жидкость через отверстие 5 для вывода жидкости сливается на тарелку 1, а пар (газ) уходит- вверх на вышележащие контактное устройство.

Наличие пластин, а также .желобов позволяет увеличить поверхность контакта фаз и пропускную способность контактного устройства по жидкой фазе вследствие создания жидкостной пленки не только на поверхности контактных трубок, но и также по всей поверхности пластин.

Это приводит к увеличению количества выпускаемого продукта, улучшению его качества, снижению отходов ценных продуктов в обрабатываемом сырье и увеличению КПД контактной ступени.

Кроме того, наличие пластин и пропеллеров отогнутостей в верхних их частях позволяет значительно увеличить эффективность массообмена за счет снижения проскоков napaJ (газа) по центру контактных трубок, (т.е. пара (газа), не проконтактировавшего с жидкостью), а также за счет увеличения времени контакта пара (газа:) с жидкостью и вследствие параллельных отгибов, которые позволяют более интенсивно закрутить и турбулизовать газовый поток и отделить, пар (газ) от жидкости на выходе из контактных трубок.

Увеличение эффективности массообмена позволяет повысить КПД контактного устройства, уменьшить их количество в аппарате, а следовательно снизить его высоту и стоимость изготовления.

Формула изобретения

1.Прямоточное контактное устройство для взаимодействия пара (газа)

с жидкостью, содержащее горизонтальну тарелку, на которой расположены контактные трубки, в верхней части сепарационные устройства, внутри которых помещены винтовые лопасти, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности за счет увеличения поверхности контакта фаз, пропускной способности по жидкой фазе, нижние части контактных трубок выполнены с отверстиями, снабжены желобами для подвода жидкости и пластинами, верхние части которых выполнены отогнутыми в виде пропеллеров, а нижние части расположены в желобах.

2.Устройство по п,1, о т л и чающееся тем, что отношение длины пластин к длине контактных трубок составляет 0,1-1,0.

3.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ ее с я тем, что отношение длины верхних частей пластин к длине самих пластин составляет 0,1-1,0.

4,Устройство по П.1, отличающееся тем, что пластины расположены по хордам сечений контактных трубок и отношение ширины

пластин к длине хорд сечений контактных трубок составляет 0,8-1,0.

Источники инфс« мацйи принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 257439. кл. В 01 D 3/28, 1968.

2.Авторское свидете1льство СССР t 210085, кл. В 01 D 3/26, 1966.