Контактное устройство Советский патент 1983 года по МПК B01D3/30 B01D3/32 

(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к устройствам для -контактирования газа (пара) и жидкости в тепломассообменных аппаратах нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленностях.

Известен ротационный аппарат, состоящий из цилиндрического корпуса с закрепленными в нем неподвижными дисками, снабженными патрубками для перетока жидкости, и вращающегося вала с закрепленными на нем разбрызгивателями, выполненными в виде опрокинутых полых усеченных конусов с турбулизирующими лопастями и с отверстиями, расположенными рядами по образующей конусов 1.

Известно контактное устройство для вихревых ротационных тепломассообменных аппаратов, содержащее неподвижный диск, снабженный вращающимися центробежными разбрызгивающими устройствами, выполненными в виде расположенных большим основанием вверх полых усеченных конусов с отверстиями, перетоки для жидкое ти,выполненные в форме полого опрокинутого усеченного конуса, газопроводящие патрубки 2.

Недостатком устройства является исключение из зоны интенсивного контакта фаз среднего участка, образованного направлением струй жидкости, выбрасываемых из двух, соединенных большими основа5 ниями, перфорированных усеченных конусов, что ведет к неравномерному распределению жидкости по высоте разбрызгивающего устройства. Недостатком уст ройства является также направленное

,„ движение газовых струй, выходящих из тангенциально-направленных сопел, что ведёт к неравномерному использованию всего объема зоны контакта и способствует уносу жидкости.

Цель изобретения - повышение произ15 водительности устройства и эффективности процесса тепломассообмена за счет уменьшения аэродинамического сопротивления. Цель достигается тем, что известное контактное устройство для вихревых ротационных тепломассообменных аппара20тов, содержащее неподвижный диск, снабженный вращающимися центробежными разбрызгивающими устройствами, выполненными в виде расположенных большим основанием вверх полых усеченных конусов

с отверстиями, перетоки для жидкости, выполненные в форме полого опрокинутого усеченного конуса, газоподводящие патрубки, снабжено экраном, выполненным в виде цилиндрической обечайки, размещенной в нижней части разбрызгивающего устройства, и пропеллером, расположенным во внутренней полости ее.

С целью полного использования энергии газового потока каждый газоподводящий патрубок снабжен в верхней части соплом и размещен во внутренней полости обечайки.

С целью расщирения зоны контакта фаз разбрызгивающее устройство в верхней части снабжено перфорированным цилиндром с ограничительным козырьком, выполненным в виде усеченного конуса.

На чертеже изображено контактное устройство разрез.

Контактное устройство состоит из установленного в аппарате основания тарелки в виде диска 1, конусного сливного устройства 2, на конусной поверхности которого установлены газоподводящие патрубки 3, заканчивающиеся коническими соплами 4. На неподвижной оси 5 вращается на опорах 6 разбрызгивающее устройство 7, содержащее соединенные между собой опрокинутый полый перфорированный усеченный конус 8 и перфорированный полый цилиндр 9, снабженные конусным козырьком 10 в верхней части и втулкой 11 с пропеллером 12 в нижней части.

На диске 1 установлена цилиндрическая обечайка (экран) 13 таким образом, что сопла 4 газоподводящих патрубков 3 и пропеллер 12 разбрызгивающего устройства 7 оказываются размещенными в ее внутренней полости.

Аппарат работает следующим образом. Газ (пар) подается с низа колонны, проходит через сопла 4 газопроводящих патрубков 3 и попадает на пропеллер 12 разбрызгивающего устройства 7. От энергии газового потока пропеллер 12, а вместе с ним и разбрызгивающее устройство 7 начинают вращаться. Приводя во вращение разбрызгивающее устройство 7 и отразившись от экрана 13, установленной в этой зоне, газовый потол направляется в зону контакта с жидкой фазой. Наличие у разбрызгивающего устройства 7 пропеллера 12 позволяет газовому потоку равномерно распределяться по всему объему зоны контакта фаз и уменьщает сопротивление контактного устройства. Экран 13, выполненный в виде цилиндрической обечайки и ограничивающий зону действия сопел 4 газоподводящих патрубков 3 и пропеллера 12, направляет весь газовый поток непосредственно на пропеллер 12 и тем самым позволяет наиболее полно использовать энергию газового потока на вращение контактного устройства. Помимо этого, цилиндрический экран 13 отражает газовый поток, закрученный и отброщенный

,к периферии пропеллером 12, направляет его в зону контакта фаз восходящим турбулентным потоком, чем препятствует быстрому попаданию капель жидкости на стенки аппарата, удлиняет время пребывания жидкой фазы в зоне контакта фаз.

Жидкость подается сверху колонны и, двигаясь противотоком к газу (пару), проходит все ступени контакта. С каждой выщерасположенной ступени контакта

Q ЖИДКОСТЬ по конусному сливному устройству 2 поступает на нижерасположенную ступень, а именно во внутреннюю полость перфорированного разбрызгивающего устройства 7, распределяясь в нем равномерно по всей его высоте.

Через перфорации в конусной 8 и цилиндрической 9 частях контактного устройства 7 жидкость под действием центробежной силы разбрызгивается в зоне контакта фаз равномерно по всей высоте разбрызгивающего устройства 7. Дисперсированная жидкость попадает на основание тарелки, откуда по конусному устройству 2 ниспадает в полость нижерасположенного центробежного разбрызгивающего устройства. Наличие перфорированного полого цилиндра 9 позволяет увеличить и наиболее полно использовать весь объе.м зоны . контакта фаз, не способствуя уносу жидкости газовым потокам из зоны контакта, а установленный на перфорированном цилиндре 9 козырек 10, выполненный в виде

0 полого усеченного конуса,, исключает унос и выброс жидкости из полости центробежного разбрызгивающего устройства 7.

Газ, выйдя из зоны контакта фаз, поднимается на верхнюю тарелку, а жидкость по сливному устройству 2 поступает на нижнюю тарелку.

Применение контактного устройства позволяет повысить эффективность процесса тепломассообмена при переработке природно го и попутного газа на 30%, т. е. производительность колонны при прочих разных условиях по сравнению с колонной с контактными устройствами, принятыми в качестве прототипа, увеличивается в 1,3 раза. Это приводит к уменьшению металлоемкости аппарата.

Формула изобретения

1. Контактное устройство для вихревых ротационных тепломассообменных аппаратов, содержащее неподвижный диск, снабженный вращающимися центробежными разбрызгивающими устройствами, выполненными в виде расположенных больщим основанием вверх полых усеченных конусов с отверстиями, перетоки для жидкости, выполненные в форме полого опрокинутого усеченного конуса, газоотводящие патрубки, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства и