Прямоточное контактное устройство Советский патент 1982 года по МПК B01D3/26 B01D3/20 

I

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов массообмена и может использоваться в химической, пищевой и других родственных отраслях промышленности, в частности для проведения процессов абсорбции и ректификации.

Известно контактное устройство для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, выполненное в виде цилиндрического патрубка, установленного на тарелке, снабженного отбойником и горизонтально установленной перегородкой l .

Однако эта конструкция не обладает высокой эффективностью из-эа малой поверхности контакта фаз.

Наиболее близким по тех шческой сущности к изобретению является устройство, состоящее из перфорированного цилиндрического патрубка, установленного на тарелке, снабженного отбойником и горизонтально установленной перегородкой, образующей с

плоскостью тарелки камеру для жидкости 2.

Основной недостаток данной конструкции невысокая эффективность массообмена, вследствие мало развитой поверхности контакта фаз, поскольку взаимодействие фаз происходит в прямотоке.

К недостаткам данной конструкции следует отнести и уменьшение эффективности контактной ступени с ростом диаметра цилиндрического патрубка, так как струйки жидкости начинают диспергироваться уже в пристеночной зоне и центр патрубка не загружается жидкой фазой. Поэтому возможен проход газа по центру элемента при незначительном контакте с жидкостью или даке вообще без него при большом диаметре. А это ограничивает производительность аппарата по газовой фазе. Наблюдающийся вторичный унос при ударе газожидкостного потока об отбойную пласти3ну также снижает эффективность ступени и вызывает необходимость в уве личении межтарельчатого расстояния и соответственно металлоемкости аппарата. Цель изобретения - увеличение эф фективности процесса за счет создания высокоразвитной, сильнотурбулизированной поверхности контакта фаз и снижение вторичного уноса. Указанная цель достигается тем, что перфорация патрубка выполнена в виде полусфер различного диаметра Целесообразно перфорацию патрубк делать выпуклой в сторону оси патру ка, а отбойник выполнять в виде усе ченного конуса, установленного коак сиально патрубку, и снабжать устано ленным под ним в верхней части патрубка завихрителем. На фиг. 1 показана тарелка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Прямоточное контактное устройство состоит из цилиндрического патрубка 1 с перфорацией, выполненной в виде полусфер 2 и установленного на тарелке 3. Патрубок снабжен в верхней части закручивателем 4 и отбойником 5, вьшолненным в виде усеченного конуса, сужающегося вверх, установленного коаксиально цилиндрическому патрубку и с зазором 6 по отношению к стенке аппарата 7 и горизонтальной перегородкой 8, образующей камер 9 для жидкости совместно с плоскостью тарелки 3 и переливным порогом 10. Устройство работает следующим об разом. Турбулизированный на нижележащей ступени (после закручивателя 4) газовый поток проходит по цилиндрическому патрубку 1, снизу вверх дис пергирует струйки жидкости, внтекающие через перфорацию в сферических выпуклостях 2, причем распределение их в объеме патрубка происходит под разными углами к осевой скорост газового потока, что увеличивает их диспергирование и способствует более полному заполнению внутреннего объема патрубка. Выполнехше перфорации 2 в форме сфер с различным диаметром 1фиводит к плавному обтеканию их газовым потоком и придает последнему сложную траекторию движения: ядро газового 4 потока колеблется вдоль осевой линии патрубка, что способствует сильной турбулизации газового потока. Наиболее крупные капли жидкости в силу большой инерции пересекают газовый поток, огибающий выпуклости, и ударяясь о них, сильно диспергируются, чем обеспечивается обновление и создание высокоразвитой поверхности контакта фаз даже при значительном диаметре контактного элемента. Для снижения межтарельчатого уноса разделение фаз производится в поле центробежных 2ил. Газожидкостный поток проходит закручиватель 4 и приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил жидкость отбрасывается на боковую поверхность усеченного конуса 5 и стекает на перегородку 8. Частично уносится с газом жидкая фаза, отбрасывается на стенку аппарата 7 и через зазор 6 между отбойным конусом и стенкой аппарата также стекает на перегородку. С перегородки жидкость через переливной порог 10 стекает в камеру 9 и далее поступает в контактный патрубок. Установка закручивателя не только способствует улучшению качества сепарации, но и турбулизации газожидкостного потока, поступающего на вышележащую ступень, что увеличивает эффективность контактной ступени. Таким образой, предлагаемая конструкция по сравнению с известной позволяет значительно интенсифицировать процесс массообмена в контактном патрубке, увеличить производительность аппарата, а более надежная сепарация в поле центробежных сил дает ВОЗМОЖНОСТЬ- уменьшить вторичный унос и следовательно расстояние между элементами, что соответственно приводит к снижению металлоемкости аппарата и увеличениюКПД ступени. Формула изобретения 1. Прямоточное контактное устройство для взаимодействия газа с жидкостью, выполненное в виде перфорированного ц шиндрического патрубка, установленного на тарелке снабженного отбойником и горизонтально установленной перегород