Устройство для тепло и массообмена
Полезная модель относится к оборудованию для тепло и массообмена между газовой (паровой) и жидкой фазами при их непосредственном контакте и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической и других областях промышленности. Устройство состоит из емкости, внутри которой на подшипниках установлена вертикальная ось, с закрепленными на ней пакетами перфорированных пластин. Вертикальная ось с пакетами совершают колебательно-вращательное движение, при котором увеличивается поверхность контакта фаз, что интенсифицирует процесс тепло и массообмена между газовой (паровой) и жидкой фазами.
Полезная модель относится к оборудованию для тепло и массооб-мена между газовой (паровой) и жидкой фазами при их непосредственном контакте и может быть использована в химической, нефтехимической, металлургической и других областях промышленности.
Известно устройство для тепло и массообмена (патент ФРГ №1088026, приоритет - 1961 г.), представляющее собой ректификационную колонну, работающую в режиме стекания жидкости по поверхности перфорированных пластин. Процессы тепло и массообмена осуществляются при барботаже газа через слой жидкости. Данное устройство имеет низкую интенсивность тепло и массообмена.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство, описанное в заявке №1654221/12, приоритет - 1970 г. «Способ проведения процессов тепло и массообмена между газовой (паровой) и жидкой фазами».
Устройство состоит из емкости, внутри которой установлены пакеты из перфорированных пластин. Перфорированные пластины в пакетах располагаются на расстоянии 70-150 мм.
Транспорт жидкости снизу вверх, через пакеты перфорированных пластин, осуществляется газовой (паровой) фазой. Контакт между фазами происходит путем барботажа, при прямоточном движении фаз через пакеты перфорированных пластин.
Недостаток данного устройства, принятого за прототип, - низкая интенсивность процессов тепло и массообмена между газовой (паровой) и жидкой фазами.
Задача предлагаемой полезной модели - создание устройства с высокой интенсивностью процессов тепло и массообмена.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве, содержащем емкость, пакеты перфорированных пластин, привод и трубопроводы, пакеты перфорированных пластин установлены с возможностью колебательно-вращательного движения. Это позволит интенсифицировать процессы тепло и массообмена между газовой (паровой) и жидкой фазами.
На фиг.1 изображено устройство тепло и массообмена, вид сбоку. На фиг.2 изображен вид на устройство по стрелке А. На фиг.3 изображен разрез фиг.1 по Б-Б.
Конструкция устройства.
Устройство состоит из емкости 1, внутри которой на подшипниках 2 и 3 установлена ось 4 с закрепленными на ней пакетами 5 перфорированных пластин 6 и рачагом 7. Пластины пакета закреплены на втулке 8. Расстояние между пластинами в пакете может быть от 20 до 150 мм. Диаметр отверстий от 3 до 8 мм. Расстояние между отверстиями - от 9 до 20 мм. Все приведенные размеры определяются при проектировании пакета опытным путем. На верхней части емкости 1 установлен привод 9, на выходном валу которого закреплен эксцентрик 10, связанный с ползуном 11, перемещающимся в пазу рычага 7. На внутренней поверхности емкости 1 установлены кольца 12 с эластичным уплотнением. Емкость снабжена системой трубопроводов 13-18.
Работа устройства.
Жидкость по трубе 13 вводится в нижнюю часть верхнего пакета и, после вертикального перемещения, напором газа (пара) через перфорации пластин пакета выводится сверху пакета. Далее по трубе 14 жидкость
поступает в нижнюю часть среднего пакета и напором газа выводится сверху его в трубу 15, по которой поступает в нижнюю часть нижнего пакета, из которого выводится по трубе 16.
Газ (пар) поступает в емкость по трубе 17. Происходит совместное прямоточное перемещение газа (пара) и жидкости через пакеты перфорированных пластин снизу вверх. После выхода из верхнего пакета, газ (пар) выводится наружу по трубе 18.
При выходе газовых струй из отверстий перфорированных пластин, над пластинами образуются барботажные слои, в которых происходит тепло и массообмен между газовой (паровой) и жидкой фазами.
В данном устройстве пакеты перфорированных пластин совершают колебательно-вращательное движение вокруг вертикальной оси. Колебания производятся рычагом 7, закрепленным на оси 4, связанным с эксцентриком 10 привода 9, через ползун 11. Частота 200-350 колебаний в минуту. Ход по окружности ближайших к оси вращения перфораций равен их диаметру.
При колебательно-вращательном движении перфорированных пластин происходит перемещение газовых струй, с меняющимися скоростью и направлением, их расширение и частичное разделение по высоте.
Все это способствует увеличению турбулентности жидкой фазы.
В барботажных слоях увеличивается количество газовых пузырей, а их размер уменьшается, т.е. поверхность контакта фаз увеличивается, что интенсифицирует процесс тепло и массообмена в устройстве.
Устройство для тепло и массообмена, содержащее емкость, пакеты перфорированных пластин, привод и трубопроводы, отличающееся тем, что пакеты перфорированных пластин установлены с возможностью колебательно-вращательного движения.
