Устройство для образования жидкостной пленки Советский патент 1982 года по МПК B01D53/18 B05B1/26 

Изобретение относится к устройствам для образования пространственных жидкостных пленок и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности, где требуется получение свободных жидкостных пленок, например в аппаратах для обработки газов (абсорберы, ректификаторы, сепараторы, установки для очистки промышленных газов и т.п.) .

Известно устройство для получения свободных жидкостных пленок в химических аппаратах, включающее подводящую трубу и отбойную пластину, установленную на штоке, снабженном маховиком С11Получаемая с помощью этого устройства куполообразная пленка для обеспечения обработки газа должна перекрыть сечение .аппарата, по которому движется поток газа. Такое перекрытие сечения создает большое сопротивление прохохшению газа (а для аппаратов,.в которых применяются описанные устройства, характерны, как правило, большие расходы и низкий напор газа). Газ для своего прохождения может нарушать целостность пленки, разрывая ее купол и сокращая контактну1о поверхности., что приводит

к неорганизованному проскоку без контакта с жидкостью. Газ может также огибать купол и проходить у стенок аппарата, где края купола истончаются и разрушаются. В этом случае газ, выйдя из-под .одного купола, движется вдоль стенок аппарата и не контактирует с верхней поверхностью этого купола и с центральной зоной

10 следующего купола, т.е. в контакте в большей мере участвуют периферийные участки куполов, а перед и после каждого купола образуются застойные зоны. Кроме того, такие устрой15ства требуют применения высокочистых жидкостей, и однажды использованная для улавливания примесей жидкость может быть возвращена.в процесс только после очистки, так как щель

20 между корпусом и отбойной пластиной может забиться, что приведет к ненадежной работе и сокращению контактной поверхности пленки.

Известны также щелевые сопла,

25 позволяющие получить веерные пленки 12.:-Такие сопла могут устанавливаться на общей камере, помещенной в центре аппарата и быть повернутыми под углом

CLiillct a i а. п jL3Lt.K

К ОСИ аппарата Гз . При 9TON сечение аппарата полност перекрыто веерными пленками, однако между пленками образованы щелевые наклонные-каналы для прохода газа. Такое выполнение позволяет предотвратить разрушение .или сокращение контактной поверхности и проскок газа без контакта с жидкостью, что Ьпособствует некоторой интенсификации процесса. Однако это решение неприменимо для аппаратов с небольшими диаметрами, так как расположенные в центре аппарата камера и корпуса щелевых со пел перекрывают достаточно большую часть сечения аппарата, которая npaK тически является мертвой зоной fв ней не происходит контакта газа с жидкостью. Известна также распылительная фор сунка, включающая соединенное с напорным трубопроводом сопло и закрепленный внутри него шток, на котором установлен рабочий диск и направляющий элемент в виде обращенного верши ной к соплу конуса 4. Устройство позволяет получить раз витую куполообразную пленку высокого качества. По сравнению с устройст вом t1 описанное устройство, не имеющее узкой щели истечения, более надеяно в работе, позволяет использовать жидкости с примесями и даже может быть использовано на суспензиях с содержанием твердой фазы до 30%, Кроме того, устройство не требует высокой точности изготовления требуется только точное центрировани направляющего конуса в корпусе. Получаемая при этом пленка имеет равную толщину и высокую живучесть за счет того, что, стекая по направляющ му конусу и контактируя с ним одной стороной, жидкость мало турбулизует ся. Однако нарушается целостность пленок потоком восходящего газа, за счет чего возможны его проскоки без контакта с жидкостью, снижается интенсивность процесса массообмена з счет наличия застойных зон. Целью изобретения является созда ние устройства, обеспечивающего пол чение устойчивой пленки и интенси фикацию процесса за счет ликвидации проскока газа без контакта с ;:«:идкост и застойных зон. Поставленная цель достигается те что в устройстве, включающем соединенные с наружным трубопроводом соп ло и закрепленный внутри него шток, на конце которого установлен направ ляющий элемент в виде конуса/ обращенного веришной к соплу, конус в нижней части снабжен радиальными ре рами. Целесообразно при этом, чтобы на оверхности конуса с обеих сторон ребер были выполнены канавки. Такое выполнение устройства позволяет получить следующие преимуществаа)организованные проходы газа позволяют сохранить развитую поверхность пленки без ее разрушения;б)за счет этого, а также за счетотсутствия застойных зон повышается интенсивность массообмена между газом и жидкостной пленкойу, в) предотвращается проскок газа - без контакта с жидкостью; г} устройство может использоваться в аппаратах с низкими напорами газа, так как образующаяся пленка не создает движению газа большогосопротивления. На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства j на фиг. 4 - узел Т на фиг. 1. Устройство включает сопло 1 с фланцем 2 для присоединения, к напорному трубопроводу. По оси сопла 1 проходит шток 3, закрепленный в бобы1ике 4 с помощью резьбы. Нижняя часть, штока переходит в направляющий конус 5, обращенный вершиной к соплу 1. Поверхность конуса имеет ребра 6, расположенные равномерно по окружности основания. Эти ребра могут сходить на нет по мере сужения конуса 5 ( фиг. 1 и 2 либо могут переходить в ребра 7 штока 8 и служить при этом для его центрирования в корпусе сопла 1 (фиг. 3). С обеих сторон ребер у нижнего края конуса могут быть предусмотрены канавки 9, также сходящие на нет по мере сужения конуса. Устройство работает следующим образом. Поступающая в корпус сопла 1 жидкость стекает по нaпpaвляющeI ly конусу 5 и срывается с его краев в виде плоских струй так как ребра 7 разделяют пленку на отдельные секторы. Плоские струи по мере удаления от краев конуса под действием силы тяжести несколько изгибаются и в совокупности образуют прерывистый купол. Газ, поднимающийся вверх, обтекает пленочные сектора и выходит в организованные проходы между ними. Если в аппарате установлено несколько устройств для образования жидкостной пленки, то их поворачивают относительно друг друга на угол, равный Половине угла между соседними ребрами . При этом исключается прямой проскок газа, так как проходы в пленочных куполах оказываются смещенными относительно друг друга, и газ вдоль аппарата движется зигзагообразно. При выполнении с обеих сторон ребра канавок 9 плоские пленки, стекающие с краев конуса, оказываются на краях усиленными струями, более толстыми, чем пленки. Эти струи служат своеобразным каркасом, между которым растянута пленка, и предотвращают ее сйертывание под действием сил поверхностного натяжения жидкости, которые по мере приближения пленки к стенкам аппарата, стремятся ее сократить. Струи также служат источником подпитки пленки по мере ее уда /ггвния от краев направляющего конуса.

Формула изобретения

1. Устройство для образования жидкостной пленки, включающее соединенное с напорным трубопроводом сопло с закрепленным внутри него штоком, на конце которого установлен направляю1тШ элемент в виде конуса, обращенного ве яииной к соплу, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости пленки и интенсификации процесса за счет ликвидации проскока газа без контакта с жидкостью и застойных зон, конус в нижней части снабжен радиальными ребрами.

2. Устройство ПОП.1, отлича ю щ е е с я тем, что на поверхности конуса с обеих сторон ребер выполнены канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 272952, кл. В 01J 12/02, 1972.

2.Авторское

свидетельство СССР 518236, кл. В 05 В 1/04, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР № 634767, кл. В 01-D 53/18, 1975.

4.Авторское свидетельство СССР № 685343, кл. В 05 В 1/26, 1978

(прототип).

Ф«&4