Пленочный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к пленочным аппаратам для взаимодействия жидкости и газа и может .найти при менение в химической и нефтехими-: ческой промьиыленности. Более узкая область применения - процессы взаимодействия газа с жидкостью в пленочиом режиме.

Известен пленочный аппарат, содержащий горизонтально расположенныа трубы и набор гибких полотен, подвешенных на трубах. Жидкость из труб попадает на полотна и стекает по ним в виде пленки l.

Недостатком аппарата является низкая производительность, так как при течении по полотнам пленка жидкости стягивается силами поверхностного натяжения, в результате чего уменьшается поверхность пленки, т.е. поверхность контакта. Особо сильное стягивание пленки наблюдается в том случае, когда полотно выполнено из несмачиваемого жидкостью материала .

Известен пленочный выпарной аппарат, в котором установка наклонных пластин на горизонтальных трубах (Обеспечивает полноту смачивания тру|бы по окружности, особенно в верхней

части сечения трубы, но не исключает стягивания пленки в продольном направленйи 2 J.

Установка двух пластин вдоль каждой трубы увеличивает расход металла и усложняет конструкцию аппарата.

Известен пленочный аппарат, содержащий распределители жидкости,

10 горизонтальные трубы и плавниковые ребра, прикрепленные к нижней образующей каждой трубы. Распределители жидкости служат для распределения жидкости по длине верхних труб.

15 Плавниковое ребро представляет собой металлическую полоску, служащугэ для равномерного орошения нижерасположенной трубы f3j.

Недостатком аппарата является низ20кая производительность из-за уменьшения поверхности пленки жидкости на нижерасположенных трубах. При течении пленки жидкости по поверхности плавникового ребра прюисходит

25 стягивание пленки силами поверхностного натяжения.

В результате стягивания по мере стекания ширина пленки уменьшается с одновременным увеличением ее аол30щины. Это приводит к уменьшению по- верхности пленки и к увеличению рости ее движения, т.е. к уменьшению времени контакта. В результате этого снижается производительность пленочного аппарата. Этот недостаток заставляет ограничивать количество труб в вертикальном ряду. При числе труб в вертикальном ряду более десяти нижние трубы смачиваются жидкостью только в центральной части. Концевые у.частки труб остаются сухими. Цель изобретения - повышение производительности пленочного аппарата за счет равномерного распределения жидкости по всей длине трубы. Поставленная цель достигается тем что в пленочном аппарате, содержауом корпус с патрубками для ввода и вывода продуктов, установленные одна под другой горизонтальные трубы с плавниковыми ребрами, размещенHbjMH вдоль нижней образующей труб, и распределители жидкости, плавниковые ребра выполнены в форме трапеции и с торцовых сторон снабжены ограничителями. Ограничители в сечении образую с плавниковым ребром прямой угол. В этом углу за счет капиллярных сил осуществляется смачивание поверхности плавника и прилегающей поверхности ограничителя. Капиллярные, силы предотвращают стягивание пленки жидкости плавника на нижележащую трубу, возможно стягивание пленки жидкости в зазоре между плавником и нижележащей трубой. Для компенсации этого стягивания плавник выполне в виде трапеции. На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. плавниковое ребро; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.З - сечение В-В на фиг.2. Аппарат содержит корпус 1, стойки 2, служащие для крепления горизо тальных труб 3, плавниковые ребра 4 укрепленные на трубах 3 снизу, огра ничители 5, установленные с торцовых сторон ребер 4, распределитель жидкости, патрубок 7 для вывода газов, патрубок 8 для подвода газа и патрубок 9 для отвода жидкости. Реб ро 4 может быть выполнено из листового металла в виде трапеции, малое основание которой обращено к трубе, на которой оно укреплено, и снабжен ограничителем 5, размещенным вдоль его торцовых поверхностей. На горизонтальной трубе 3 укреплен воротни 10, нижняя часть которого соединяет ся с верхней частью ограничителя 5. Аппарат работает следующим образом. Газ вводится в аппарат по патрубку 8 и выводится по патрубку 7. Жидкость вводится в распределитель 6, из которого поступает на горизонтальные трубы 3 и стекает с труб 3 на плавниковые ребра 4, при движении по ним пленка жидкости контактирует с ограничителями 5. В прямых углах, образованных ребром 4 и ограничителем 5, образуется вогнутая поверхность жидкости, которая в результате проявления капиллярных сил удерживает жидкость в углу и предотвращает стягивание пленки жидкости и уменьшение поверхности массоотдачи. При отекании жидкостей на нижележащую трубу 3 происходит стягивание пленки жидкости. Степень стягивания не является величиной постоянной, а колеблется в зависимости от колебаний расхода жидкости. Для улавливания и направления пленки при переменной степени улавливания и направления пленки служит воротник 10. Нижняя кромка ограничителя 5 и верхняя кромка 10 находятся в одной вертикальной плоскости. Это обеспечивает улавливание пленки жидкости при любых колебаниях степени стягивания пленки. При течении пленки по поверхности расширяющегося плавникового ребра 4 происходит растягивание пленки за счет действия капиллярных сил в месте соединения с ограничителем 5. Для того, чтобы пленка жидкости вошла в сопротивление с ограничителями 5 при переходе пленки с ребра 4 на нижележащую трубу 3, на нижележащей трубе 3 также укреплены воротники 10, выполняющие роль воронки, вдавливающей пленку жидкости. При течении пленки по плавнику 4 одновременно с увеличением поверхнос ти пленки происходит интенсификация массоотдачи за счет уменьшения толщины пленки. Уменьшение толщины пленки приводит к увеличению градиента концентрации отгоняемого вещества в пленке, т.е. к увеличению движущей силы процесса. Сужение пленки при переходе на следующую трубу 3 с плавником 4 интенсифицирует процесс перемешивания жидкости по толщине пленки, что также значительно увеличивает скорость массоотдачи. Жидкость, из корпуса 1 отводится по патрубку 9. Опыты показывают, что применение ограничите.г1ей позволяет увеличить поверхность пленки на 12-15%. Если принять, что при этом тол1цина п.пенки также уменьшится в среднем на 13,5%, то скорость движения уменьшится на 25%. При этом время контакта увеличивается тожена 25%, а упе.пичение про