Массообменный аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01D3/32 B01D53/20 

Изобретение относится к конструкциям тепло-и массообменных апаратов для противоточного взаимодействия таза (пара) с жидкостью и может быт использовано в химической. Нефтехимической, пищевой и других отраслях промьшшнности при осуществлении аб-сорбции, ректификации, o шcтки газов контактного теплообмена, а также хим ческих реакций. . Известен противоточный массообмен ньй аппарат для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, содержащий зигза гообразную насадку ij. Недостатком данного аппарата яв ляется неравномерное распределение жидкой фазы по сечению аппарата. Эта задача успешно решена в аппарате, содержащем регулярную полочную насадку. В этом аппарате, с целью обеспечения равномерного распределения фаз по объему насадки, накоплени на полках слоя жидкости и равномерно го безотрывного слива ее через края полок в виде ламинарной пленки, полки окантованы по краям решетчатькми полосками, выступающими над полками на высоту слоя жидкости, а под полками на расстоянии, превьшающем зону действия капиллярных сил f2 J. Недостатком этого аппарата являются небольшие нагрузки по газу. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является массообменный аппарат, содержащий корпус, вертикальные решетки и гофрированные перегород- ки, расположенные в корпусе таким образом, что каждая пара соседних перегородок образует зигзагообразный канал. Каждая перегородка образует с вертикальной решеткой ступени контакта. Газ, проходя зигзагообразно между перегородками, диспергирует на каждой ступени стекающую по решеткам пленку жидкости на капли с образованием поверхности контакта фаз. Максимально возможная скорость газового потока в полном сечении такого аппарата составляет З-б м/с f 3 , Недостатками известного аппарата являются небольшие нагрузки по газу из-за уноса капель, который приводит к прекращению стока жидкости вниз аппарата и нарушению его нормальной работы. При этом наличие нерабочих гидравлических потерь вследствие того, что при больших нагрузках по газу часть вертикальной решетки между ступенями контакта не вьшолняет функции диспергирующего устройства и за отрьгеа стекающей пленки жидкости от нее. Кроме того, малое время пребывания жидкой фазы в контакте с газом не позволяет с высокой эффективностью проводить процессы, в которых большие объемы газа необходимо обработать возможно меньшими количествами жидкости (например пылеулавлива ние) . Цель изобретения - повышение производительности аппарата по газовой фазе, уменьшение нерабочих гидравлических потерь и увеличение времени пребывания жидкой фазы в контакте с газом путем организации на ступенях контакта циркуляции жидкости с многократным ее дроблением на капли. Указанная цель достигается тем, что вертикальные решетки выполнены с окнами и снабжены установленными в них отклоняющими пластинами, а верхние части гофр вьтолцены с переливными отверстиями и снабжены расположенными над ними отводными отогнутыми кверху, и защитными козырьками, при этом защитные козырьки располсйкены под гофрами на расстоянии от них и закреплены верхними концами к отводным козьфькам. Отклоняющие пластины служат для изменения направления двухфазного потока, что способствует отделению капель от газа и организации на ступенях контакта циркуляции жидкости с многократным ее дроблением на капли. Переливные отверстия препятствуют накоплению жидкости на ступенях контакта путем отвода циркулирующей жид кости на нижележащие ступени. Отводные козырьки служат для предотвращения проскока, стекающей по перегородкам зкидкости с вышележащих ступеней на нижележащие без взаимодействи 24 с газом. Защитные козырьки служат . для защиты перетекающей со ступени на ступень жидкости от динамического напора газа.. На чертеже схематично показан мае-, сообменный аппарат, вертикальный разрез. Массообменный аппарат состоит из корпуса 1 со штуцерами ввода и вывода реагентов, распределителей газа и ЖИДКОСТД1 (на чертеже не показаны), гофрированных перегородок 2, образующих зигзагообразные каналы, и вертикальных решеток 3. Последние иМёют окна А, в которых установлены горизонтальные отклоняющие пластины 5, имеющие дугообразный профиль. В верхт ней части каждого гофра вьтолнены переливные отверстия 6, снабженные отводными козьфьками 7, отогнутыми кверху. Со стороны впадин под гофрами перегородок установлены защитные ко-г зырьки 8, которые образуют с перегородками защищенные переточные каналы 9., Предалагемый аппарат работает следукмцим образом. Поступающая из распределителя жидкость накапливается в Э естах соединения перегородок 2 с вертикальными решетками 3 и вся вытекает из отверстий в вертикальных решетках 3, образует на них ламинарную подающ5по пленку, которая разрушается на капли газом (паром), поступающим снизу. Капли отклоняются потоком газа на по верхность противоположных (решетке) перегородок 2 и по ним стекают на нижележащие ступени контакта. Газ поднимается в зигзагообразных каналах снизу, многократно разбрызгивает при этом жидкость и отводится сверху. При больших скоростях газа, в предпагаемом аппарате в отличие от известного аппарата накапливаемая в местах соединения перегородок 2 с вертикальными решетками 3 жидкость, вытекает как из отверстий в вертикальной решетке 3, так и из переливных отверстий 6 в перегородке. Часть жидкости, поступающая на орошение вертикальной решетки 3, разбрызгивается. Образующиеся капли жидкости уносятся газом за счет изменения направления двухфазного потока на отклоняющих пластинах 5, вьтадают из него на перегородки 2 и присоединяются здесь к потоку жидкости, стекающему сверху. Эта часть жидкости образует поток, циркулирующий на каткдой ступени контакта, что обеспечивает её тщательную обработку за счет увеличения времени пребывания и многократ ного обновления поверхности контакта фаз. Другая часть жидкости, накапливаемая в местах .соединения перегородок с вертикальными решетками, вытекает через переливные отверстия 6 в перегородках и по защищенным от динамического напора газа каналам 9, образованным перегородкой 2 и защитным козырьками 8, поступает на нижележащие ступени контакта. Попадая на отводные козырьки 7, жидкость отклоняется ими в направле- НИИ к вертикальНым решеткам 3, что обеспечивает хорошее перемешивание циркулирующего потока с поступающей сверху жидкостью и такимобразом пре дотвращает прямой проскок жидкой фазы с вышележащей ступени на нижележащую без контакта с газом. Результаты проведенных гидродинамических и массообменных испытаний показывают, что, в отличие от извест ного аппарата, предлагаемый аппарат позволяет улучшить массообменные xai рактеристики и значительно увеличить верхний предел нагрузок по газу. Формула изобретения Массообменный annapaiT, включающий корпус со штуцерами ввода и вывода 26 peareTiTOB, распределители газа и жидкости, вертикальные решетки, расположённые между ними гофрированные neper городки, отличающийся тем, что, с целью повьшгения производительности аппарата по газовой фазе, уменьшения нерабочих гидравлических потерь и увеличения времени пребывания жидкой фазы в контакте с газом путем организации на ступенях контакта циркуляции жидкости с многократным ее дроблением на капли, вертикальные решетки выполнены с окнами и снабжены установленными в них отклоняющими пластинами, а верхние части гофр выполнены с переливными отверс-. тиями и снабжены расположенньпчи над ними отводными козырьками, отогнутыМИ кверху, и защитными козырьками, при этом защитш 1е козырьки расположены под гофрами на расстоянии от них и закреплены верхними концами к отводными козырькам. Источники информации, принятые во внимание При экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 183185, кл. В 01 053/20, 1963. 2.Авторское свидетельство № 395103 кл. В 01 D 53/20, 1968. 3, Авторское свидетельство СССР № 394068, кл. В 01 О 53/18, 1967.