Массообменный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D3/26 

(54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратам для проведения физико-химических процессов между газами и жидкостями, в частности К аппаратам, предназначенным для очистки газов в условиях залповых выбросов. Известен массообменный аппарат для взаимодействия газа с жидкостью, имею щий вертикальный корпус цилиндрического или прямоугольного сечения, снабженный штуцерами для подвода и отвода газа и жидкости, по BfjicoTe которого размещаются контактные тарелки, разделенные на ряд изолированных контактных полостей с помощью плоских глухих и сквозных перегородок, которые имеют в верхней части щелевые вырезы и снабжены отогнутыми козырьками. При этом cKBOSHbie и глухие перегородки направлены от выщележащей тарелки к нижележащей и нижняя, часть сквозных перегородок погружена в слой жидкости. Однако этот аппарат при всех своих положительных особенностях весьма чувствителен к изменению нагрузки по газовой фазе и при этом требуется довольно много вобмени для вывода аппарата на устойчивый режим работы. Цель изобретения - увеличение диапазона устойчивой работы и равномерного распределения жидкости по контактным каналам. Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, выполненном в виде вертикального корпуса со щтуцерами подвода и отвода газа и жидкости, по высоте которого размещены контактные тарелки в виде горизонтальных перфорированных перегородок, разделенных на изолированные полости глухими и сквозными перегородками со щелевыми вырезами и плоскими козырьками, нижняя часть сквозных перегородок погружена в слой жидкости, верхние кромки козырьков и глухих перегородок расположены над горизонтальной перегородкой, а каждая глухая перегородка снабжена заглущкой в виде пластины с отогнутым вниз краем, установленной на расстоянии от верхней кромки козырька и перекрывающей ее. При такой конструктивной компановке на контактных тарелках аппарата образуются изолированные полости, а над каждой щелью для прохода жидкости - гидрозатвор. На чертеже показан предлагаемый аппарат, продольный разрез. Аппарат состоит из вертикального корпуса 1 цилиндрического или прямоугольного сечения, по высоте которого размещаются контактные тарелки. Каждая тарелка состоит из горизонтальной перегородки 2 со щелевыми вырезами для прохода жидкости, к которой крепятся сквозные перегородки 3 и глухие перегородки 4, образующие ряд последовательных контактных и сепарационных полостей 5 и 6, изолированных друг от друга. При этом глухие перегородки 4 размещены таким образом, что их верхние кромки находятся над плоскостью горизонтальной перегородки, образуя на ней также ряд изолированных приемных полостей 7. Сквозные перегородки 3 имеют в верхней части щелевые вырезы для прохода газа, а их нижняя часть погружена в жидкость на нижележащей тарелке для обеспечения необходимого гидрозатвора. В щелевых вырезах горизонтальной перегородки 2 расположены плоские козырьки 8, причем нижние их кромки с зазорами находятся в контактных полостях между глухими и сквозными перегородками, а верхние - под плоскостью горизонтальной перегородки 2. Над каждым щелевым зазором между глухой перегородкой на расстоянии от верхней кромки козырьком установлена заглушка 9, выполненная в виде плоской пластины, плотно примыкающей к глухой перегородке и имеющей отогнутый край, который образует зазоры с плоскостью горизонтальной перегородки и верхней частью козырька. Для поддержания на тарелке определенного слоя жидкости предусматривается ограничительная планка 10. Подача газа с тарелки на тарелку осуществляется через перетоки И. Для подвода и отвода жидкой и газовой фаз аппарат снабжен щтуцерами 12-15. Аппарат работает следующим вбразом. Жидкость (ее движение на чертеже показано сплощными стрелками) подается в аппарат сверху через штуцер 12 в каждую из приемных полостей 7 и .через щелевые вырезы в горизонтальной перегородке направляются в контактные зазоры. Газовый поток (пунктирные стрелки на чертеже), поступая снизу через щтуцер 13, направляется в крайнюю контактную полость через щелевой вырез в верхней части сквозной перегородки, При этом газовый поток сужается, приобретает больщую скорость и увлекает за собой жидкость, стекающую сверху. Хорошо турбулизированной газожидкостный поток перемещается вниз по контактному зазору, при этом создаются благоприятные условия для интенсивного тепло- и массообмена между фазами. На выходе из контактной полости жидкость отбрасывается вниз и поступает Б соответствующую приемную полость на нижележащей тарелке, а газ, расширяясь и теряя скорость, поступает в сепарационную полость и направляется во второй контактный зазор. При изменении направления и скорости газа-также происходит сепарация жидкости. Таким образом, газ последовательно проходит все контактные зазоры на тарелке, контактируя в каждом из них со свежей порцией жидкости. Наряду с увеличением межфазной поверхности и времени контакта такая схема взаимодействия обеспечивает более равномерное распределение жидкой фазы и ее больщую величину, ибо подвод свежей порции жидкости в каждую контактную полость дает возможность последовате ьно увеличивать разность между рабочей и равновесной концентрациями, что способствует более полному исчерпыванию или насыщению газовой фазы. Кроме того, на каждоой ступени аппарата, контакт фаз осуществляется при нисходящем прямотоке, что позволяет снизить гидравлические сопротивления ступени. Наличие изолированных приемных полостей и заглущек- над щелевыми вырезами на каждой ступени обеспечивает надежный гидрозатвор над контактными полостями и равномерное поступление жидкости в контакт- . ные зазоры за счет того, что в каждой приемной полости устанавливается свой гидростатический столб жидкости, соответствующий статическому давлению в верхней части контактной полости. Все это расширяет диапазон устойчивой работы аппарата и обеспечивает осуществление эффективного взаимодействия фаз в условиях изменяющихся нагрузок по газовой фазе. Эффективность аппарата обуславливается наличием надежного гидрозатвора над каждым щелевым вырезом в горизонтальной перегородке и приемных полостей, изолированных друг от друга, что позволяет устанавливать гидростатический столб жидкости в соответствии с давлением в каждой контактной полости и, таким образом, обеспечивать равномерную подачу жидкости в каждый контактный зазор. Формула изобретения Массообменный аппарат для взаимодействия газа сжидкостью, выполненный в виде вертикального корпуса со щтуцерами для подвода и отвода газа и жидкости, по высоте которого размещены контактные тарелки в виде горизонтальных перфорированных перегородок, разделенных на изолированные полости глухими и сквозными перегородками со щелевыми вырезами и плоскими козырьками, нижняя часть сквозных перегородок погружена в слой жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона устойчивой работы и равномерного распределения жидкости по ко Итактным каналам, верхние кромки козырьков и глухих перегородок расположены над горизонтальной перегородкой, а каждая глухая перегородка снабжена заглушкой в виде пластины с отогнутым вниз краем, установленной на расстоянии от верхней кромки козырька и перекрывающей ее. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 226550, кл. В 01 D 53/18, 1966 (прото тип).