Массообменный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D3/20 

1

Изобретение относится к проведению массообменных процессов между паром (газом) и жидкостью в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен массообменный аппарат, имеющий тарелки с прямоточно-вихревыми элементами, при этом жидкость с тарелки на тарелку стекает по общим перетокам и поступает в контактг- , ные элементы через отверстия (щели), циркуляционные трубки. В этом аппарате осуществляется циркуляция жидкости через контактные элементы 1.

Известен также аппарат, в котором is жидкость стекает с тарелки на тарелку и подается в контактные элементы по индивидуальным переливным трубкам. В них происходит однократный контакт газа- (пара) с жидкостью J. 20

Известен массообменный аппарат, содержащий корпус, переточные устройства тарелки с вихревыми контак

тами элементами и циркуляционными трубками, тарелки выполнены с кольцевым карманом на периферии, в который вмонтированы циркуляционные трубки 3 .

Известен массообменный аппарат, включающий тарелки, на которых закреплены контактные патрубки с отбойными устройствами в верхней части и завихрителем в нижней части переточные устройства с гидрозатвором и узлом подвода жидкости, выполненным в виде и-образных трубок, один конец которых закреплен в полотне вышележащей тарелки, а второй конец размещен по центру контактных патрубков над завихрителем { tj.

Недостатками известных аппаратов являются: незначительный объем аппарата, занятый контактными зонами, который ограничен внутренним пространством контактных элементов и необходимость существенного изменения конструкции аппарата для переводо с режима однократного контакта жидкости с газом (паром) на циркуля ционный режим взаимодействия, Цель изобретения - увеличение объема зоны взаимодействия потоков и обеспечение оптимального режима работы. Цель достигается тем,что массообменный аппарат, состоящий из тарелок, на которых закреплень( прямотомИОвихревые элементы с отбойными устройствами в верхней масти и завихрителями в нижней части, переточных устройств в виде патрубков с гид розатвором и трубками подвода жидкости в зону контраста, гидрозатвор выполнен в виде опрокинутого конуса. со сте|эжнем на вершине, нижний конец j которого расположен над переточным устройством нижележащей тарелки, а концы трубы подвода жидкости в зону контакта размещзны в межтарельчатом пространстве над прямоточно-вихревым элементами нижележащей тарелки. Патрубок снабжен соосно установленной внутри него трубой, нижний конец которой размещен в конусе. Тру ба снабжена шайбой, установленной на ее конце с отверстиями для прохода жидкости и закреплена на стержне с помощью резьбы. На фиг. 1 изображена одна секция аппарата, вертикальньй разрез; на фиг. 2 - гидрозатвор, вертикальный разрез. Массообменный аппарат состоит из тарелок 1 с прямоточно-вихревыми элементами 2, имеющими в верхней час ти отбойное устройство 3, а IB нижней части завихритель Л, Переточное устройство включает вертикальный патрубок 5| закрепленный верхним концом на тарелке 1 и имеющий на нижнем конце гидрозатвор 6 с трубками 7 под вода жидкости, конца которых располо жены над прямоточно-вихревыми элемен тами нижележащей тарелки. Гидрозатвор 6 выполнен в виде полого конуса с осевым стержнем 8 и закреплен осно ванием к нижнему концу патрубка 5 с зазором. В патрубке 5 установлена соосно труба 9, верхний конец которо размещен под гидрозатвором вышележа щей тарелки, а нижний конец опирает ся на внутреннюю поверхность пидро.затвора 6 выше плоскости крепления трубок 7. Верхний конец стержня 8 выполнен с наружной резьбой и заглублен в гидрозатвор 6, а к нижнему конЦУ трубы 9 закреплена шайба 10 спериферийными отверстиями 11, совпадающими с устьями трубок 7 и центральным отверстием 12, имеющим внутреннюю резьбу. Шайба 10 с трубой 9 навинчена на верхний конец стержня 8 и может устанавливаться на равном расстоянии от плоскости крепления трубок 7. Массообменный аппарат работает следующим образом. Газ (пар), (фиг. 1), последовательно проходит через прямоточновихревые элементы 2 снизу вверх. Жидкость с вышележащей тарелки стекает в трубу 9, проходит через отверстия 11 в шайбе через трубки 7 поступает в зоны контакта. Восходящий по-, ток паза (napaj диспергирует жидкость и при интенсивном взаимодействии увлекает ее в прямоточно-вихревые элементы 2, где осуществляется дальнейший массообмен и сепарация в поле центробежных сил. Отсепарированная отбойными устройствами 3 жидкость поступает на тарелку 1, откуда по Кольцевому каналу между патрубком 5 и трубой 9 направляется в гидрозатвор 6, откуда через зазор между нижним концом патрубка 5 и конусом гидрозатвора вытекает на внешнюю поверхность конуса и стекает по ней по поверхности стержня 8 в трубу 9 нижележащей тарелки. При установке шайбы 10 с трубой 3. на некотором расстоянии от плоскости крепления трубок 7 (фиг. 2) в трубки дополнительно поступает жидкость из кольцевого канала между патрубком 5 и трубой 9 и осуществляется частичная рециркуляция жидкости. Если оси трубок 7 и отверстий 11 в шайбе 10 смещены по окружности в трубки поступает только часть жидкости из трубы 9, остаток которой присоединяется к потоку жидкости, стекающему на нижележащую тарелку, т.е. осуществляется частичное байпасирование жидкостного Тютока. При большом расстоянии шайбы 10 с трубой 9 от плоскости крепления тру боК 7 и при снятой трубе 9 жидкость с вышележащей тарелки и проконтактировавшая жидкость из прямоточно-вихревых элементов полностью смешивается. Из смешанного потока часть жидкости сливается на нижележащую тарелку, а другая часть поступает через трубки 7 в зону контакта, т.е.осуществляется полная рециркуляция жид кости. Интенсификация массообмена в пред лагаемом аппарате достигается благодаря организации дополнительного вза имодействия газа (пара) с жидкостью 8 межтарельматом пространстве, что позволяет увеличить долю объема аппарата, занятого контактными зонами в 1,5-2 раза по сравнению с известными. Работа аппарата в оптимальном режиме в различных производствах достигается использованием сдвоенного переточного устройства, совмещенного с узлом подачи жидкости в зоны контакта, содержащим подвижную трубу с перфорированной шайбой. Это дает возможность легко изменять в широких пределах режимы работы аппарата и проводить массообменные процессы в оптимальной области. Формула изобретения 1. Массообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, состоящий из тарелок, на которых зак реплены прямоточно-вихревые элементы с отбойными устройствами в верхней части и завихрителями в нижней части, переточных устройств в виде I патрубка с гидрозатвором и трубками подвода жидкости в зону контакта, отличающийся тем, что. С целью увеличения объема зоны вза имодействия потоков и обеспечения оптимального режима работы, гидрозатвор выполнен в виде опрокинутого конуса со стержнем при вершине, нижний конец которого расположен над переточным устройством нижележащей тарелки, а концы трубки подвода жидкости в зону контакта размещены в межтарельчатом пространстве над прямоточновихревыми элементами нижележащей тарелки. 2.Аппарат по п, 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что патрубок снабжен установленной внутри него, соосно с ним,трубой, нижний конец которой размещен в конусе, 3.Аппарат по пп, 1 и 2, о т л ичающийся тем, что труба снабжена шайбой, установленной на ее конце с отверстиями для прохода жидкости и закрепленной на стержне с помощью резьбы. Источникиинформации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторскоесвидетельство СССР № , кл, В01 D 3/20, 19б9. 2.Авторскоесвидетельство СССР Н 182108, кл. В01 D 3/26, 196, 3.Авторскоесвидетельство СССР № , кл. В01 О 3/26, 197. 4.Авторскоесвидетельство СССР № Ji28009, кл, В01 D 3/26, 197 (прототип).