Влагоотделитель Советский патент 1982 года по МПК B01D45/00 

. (З) ВЛАГООТДЕЛИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к аппаратам для разделения газожидкостных систем и может применяться для очистки воЭдуха, выходящего из ферментатора и других аппаратов, используемых в микробиологической, медицинской и других отраслях промышленности.

Известен сепаратор для осаждения жидких частиц из газового потока в центробежном поле, содержащий корпус, разделенный по высоте перегородкой на две сепарирующие камеры, в каждой из которых установлены лопасти, выполненные в виде многозаходной спирали Архимеда. В перегородке имеется цент-,5 ральное Отверстие, сообщающее между . собой сепарирующие камеры, нижняя из которых имеет тангенциальный патрубок для входа разделяемой среды, расположенный на том же уровне, что и го. лопасти С1 3.

Извectный сепаратор не позволяет полностью отделить от воздуха влагу, находящуюся в нем в парообразном и

тонкодисперсном состоянии. Кроме того, процесс отделения жидкости происходит недостаточно интенсивно, так как центробежные силы не используются в полной мере вследствие того, что в нижней камере поток среды направлен от периферии к центру, и путь его сравнительно короток.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является влагоотделитель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный перегородкой на нижнюю камеру центробежного отделения жидкости, имеющую тангенциальный патрубок для ввода среды, и верхнюю камеру с осадительным устройством, циклон и патрубки для отвода жидкости и воздуха 2.

Известный сепаратор недостаточно эффективен при очистке Ьоздуха, содержащего влагу в виде пара или тумана, так как его действие основано только на использовании инерционных и цент397робежных сил. Кроме этого; поверхност осаждения частиц жидкости играет пассивную роль в этом процессе и недостаточно развита, что обуславливает н едостаточную интенсивность процесса отделения влаги от воздуха. Цель изобретения - повышение эффективности отделения тонкодисперсных частиц влаги и повышение интенсивности отделения крупнодисперсных частиц влаги. Цель достигается тем, что влагоотделитель, содержащий корпус,, разделен ный на нижнюю и верхнюю камеры, осадительно.е устрвйство и циклон, снабжен конденсатором-холодильником с вер тикальными трубками, установленным над нижней камерой центробежного отделения жидкости, при этом вход трубного npocTpaHCfва конденсатора-холодильника сообщен с нижней камерой, а выходс циклоном. Целесообразно выполнить осадительное устройство в виде насадки с кольцами Рашига. На чертеже изображен предлагаемый влагоотделитель. Он содержит вертикальный цилиндричаский корпус 1, разделенный сплошной наклонной перегородкой 2 на две камеры - нижнюю и верхнюю. .Днище 3 корпуса 1 выполнено коническим и имеет патрубок k для отвода отделенной жидкости. Цилиндрическая часть нижней камеры имеет тангенциаль ный патрубок 5 для ввода влажного воз духа на очистку. В нижней камере над патрубком 5 размещен конденсатор-холодильник 6, трубки которого сообщены с рабочим пространством нижней камеры, а его межтрубное пространство перекрыто ч верхней 7 и нижней 8 трубными досками, и через патрубки 9 и 10 сообщено с источником хладагента. К верхней части нижней камеры корпуса 1 присоединен входной тангенциальный патрубок 11 циклона J2, выходной патрубок 13 которого через трубо провод И и патрубок 15 соединен с нижней частью верхней камеры корпуса 1, которая в свою очередь имеет патру бок 16 для отвода отделенной жидкости Циклон 12 также имеет в нижней конической части штуцера IJ для отвода отделенной жидкости. - В верхней камере над; ратрубком 15 размещена насадка 18, выНолненная в Г , 4 ситчатого контейнера, наполнен- . виде ного кольцами Рашига, а над насадкой 18 расположен патрубок 19 для выхода очищенного воздуха. Влагоотделитель работает следующим образом. Воздух, содержащий влагу с микроорганизмами, под избыточным давлением поступает через тангенциальный патрубок 5 в нижнюю камеру корпуса 1, где под действием центробежных сил,, возникающих при закручивании потока, происходит отделение капельной жидкости, которая отбрасывается на стенки корпуса 1 и стекает по ним в его нижнюю часть. Воздух, содержащий более мелкие частицы влаги и пар, поднимается по вертикальным трубкам теплообменника. При этом пар охлаждается под действием хладагента, циркулирующего в межтрубном пространстве, и конденсируется на внутренних поверхностях трубок в виде мелких капель, постепенно образующих на них пленку жидкости, которая в виде крупных капель стекает в нижнюю часть корпуса 1. Капли жидкости конденсируются в трубках, падая вниз, попадают в поле действия центробежных сил закрученного потока влажного теплого воздуха, входящего в нижнюю камеру через тангенциальный патрубок 5, и отбрасываются на стенки корпуса 1, сталкиваясь на своем пути с вновь поступающими через тангенциальный патрубок 5 частицами влаги и укрупняясь. Одновременно эти капли охлажденной жидкости «становятся подвижными центрами конденсации паров жидкости, находящихся в зоне центробежных сил, и этим самым способствуют более интенсивному отделению влаги от воздуха. Таким образом, капли охлажденной жидкости, образующейся в трубках, усиливает эффект центробежного разделения среды в зоне действия центробежных сил за счет динамического воздействия этих капель на среду., а также за счет увеличения активной поверхности конденсации, образованной этими каплями жидкости. Так как скорость воздушного потока в трубках увеличивается, происходит унос некоторого количества сконденсированной влаги, которая в виде,мелких капель вместе с воздухом попадает в циклон 12, где при вращении потока большая ее часть отделяется под действием центробежныхсил, а остальная ее часть, находящаяся в воздухе в виде тумана и не поддающаяся действию центробежных сил, по трубопроводу 1 поступает в нижнюю часть верхней камеры корпуса 1 под насадку 18. На кольцах Рашига насадки 18 происходит осаждение тумана,.и окончательно очищенный от влаги воздух выходит через патрубок 19 на дальнейшую обработку. Жидкость, отделенная во влагоотделителе, содержит большое количество мик роорганизмов и питательных веществ и может быть снова возвращена в ферментатор для использования. Целесообразность размещения трубчатого конденсатора-холодильника непосредственно над тангенциальным патрубком так, что вход конденсатора сообщен с нижней камерой, где происходит закручивание потока среды и отделение наиболее крупных часТиц влаги в поле действия центробежных сил, обус ловлена тем, что такое размещение позволяет максимально использовать это поле центробежных сил не только для улавливания и укрупнения входящих час.тиц влаги, но и для повышения интенсивности этого процесса за счет использования охлажденных капель влаги, активно сконденсированной в конденсаторе-холодильнике, в качестве дополнительных активных подвижных центров конденсации, действующих в поле ценТ робежных сия и представляющих собою в совокупности как бы вращащийся . жидкостный конденсатор, расположенный непосредственно в поле действия центробежных сил. При этом поверхност конденсации очень развита и постоянно обновляется. Так как капли сконденсированной жидкости, выделяющиеся из трубок конденсатора, имеют более низкую температуру, то оси спЬссвствуют активной конденсации мелких нагретых частиц влаги, находящихся в воздухе, поступающем в тангенциальный патрубок влагоотделителя. s s 6 Предлагаемый влагоотделитель обладает значительными преимуществами, так как обеспечивает в условиях стерильных процессов практически полную очистку воздуха от влаги, содержащейся в виде пара и тумана, количество которой составляет около 60 всей отделяемой влаги. Благодаря повышенной эффективности и интенсивности влагоотделения предлагаемый влагоотделитель имеет большую производительность по объему очищенного воздуха и требу.ет меньших затрат энергии. Формула изобретения 1.Влагоотделитель, содержащий вер тикальный цилиндрический корпус, разделенный перегородкой на нижнюю камеру центробежного отделения жидкости, имеющую -Тангенциальный патрубок для ввода среды, и верхнюю камеру с осадительным устройством, циклон и патрубки для отвода жидкости и воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и интенсивности влагоотделения, он снабжен конденсатором-холодильником с вертикальными трубками, установленными над нижней камерой центробежного отделения жидкости, при этом вход трубного пространства конденсатора-холодильника сообщен с нижней камерой, а выход - с циклоном. 2.Влагоотделитель по п. 1, о т ли чающийся тец, что осадительное устройство выполнено в виде насадки с кольцами Ращига. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 97035,-кл. В 01 D +5/12, 1973. 2. Патент США If 015960. кл. В 01 D 5/12, 1977 (прототип).