Аппарат для контактирования сред

Полезная модель относится к аппаратам для проведения тепло-массообменных процессов и может быть использована в нефтегазоперерабатывающей, химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Задачей полезной модели является повышение эффективности тепломассопереноса. Поставленная задача решается разработкой аппарата для контактирования сред, содержащего корпус, сопло для подачи сплошной фазы, патрубок для входа сплошной фазы, патрубок для ввода дисперсной фазы, серповидную вставку, распылитель дисперсной фазы и сливной патрубок, в корпусе которого к нижнему торцу патрубка для ввода дисперсной фазы присоединена вертикально установленная труба с заглушенным нижним концом, на боковой поверхности трубы выполнены отверстия, расположенные горизонтальными рядами друг под другом, распылитель дисперсной фазы укреплен на трубе в месте расположения верхнего горизонтального ряда отверстий, а под ним на трубе в месте каждого нижерасположенного горизонтального ряда отверстий укреплен дополнительный распылитель дисперсной фазы. Распылители дисперсной фазы выполнены в виде полого усеченного конуса, обращенного вершиной вверх, и установленной под ним с зазором горизонтальной тарелки. 1 ил.; 2 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к аппаратам для проведения тепло-массообменных процессов и может быть использована в нефтегазоперерабатывающей, химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен полый распыливающий абсорбер (см. книгу А.Г.Касаткина «Основные процессы и аппараты химической технологии». М., Альянс, 2005 г., с.457, рис.XI-28), выполненный в виде колонны с форсунками, расположенными горизонтально в ряд, патрубками входа и выхода газа и выхода жидкости.

Недостатком указанного полого распыливающего абсорбера является низкая производительность из-за малой скорости газа в аппарате, повышение которой приводит к интенсивному уносу отработанной жидкости газовым потоком.

Прототипом является аппарат для контактирования сред (см. обзорную информацию «Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение». Современные методы и оборудование для получения жидкостных смесей. М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1990 г.с37, рис.15), содержащий корпус, сопло для подачи сплошной фазы, патрубок для входа сплошной фазы, патрубок для ввода дисперсной фазы, серповидную вставку, распылитель дисперсной фазы и сливной патрубок.

Общим недостатком аналога и прототипа является низкая эффективность тепломассопереноса вследствие однократного взаимодействия жидкости и газа.

Задачей предполагаемой полезной модели является повышение эффективности тепломассопереноса.

Задача осуществляется тем, что в аппарате для контактирования сред, содержащем корпус, сопло для подачи сплошной фазы, патрубок для входа сплошной фазы, патрубок для ввода дисперсной фазы, серповидную вставку, распылитель дисперсной фазы и сливной патрубок, согласно полезной модели, к нижнему торцу патрубка для ввода дисперсной фазы присоединена вертикально установленная труба с заглушенным нижним концом, на боковой поверхности которой выполнены отверстия, расположенные горизонтальными рядами друг под другом, распылитель дисперсной фазы укреплен на

трубе в месте расположения верхнего горизонтального ряда отверстий, а под ним на трубе в месте каждого нижерасположенного горизонтального ряда отверстий укреплен дополнительный распылитель дисперсной фазы, причем распылители дисперсной фазы выполнены в виде полого усеченного конуса, обращенного вершиной вверх, и установленной под ним с зазором горизонтальной тарелки.

На чертеже изображен аппарат для контактирования сред.

Аппарат содержит корпус 1, сопло 2 для подачи сплошной фазы, тангенциально расположенный на боковой стенке корпуса сверху патрубок 3 для входа сплошной фазы, серповидную вставку 4, патрубок 5 для ввода дисперсной фазы и сливной патрубок 6. К нижнему торцу патрубка 5 присоединена вертикально установленная труба 7 с заглушенным нижним концом, на боковой поверхности которой выполнены отверстия 8, расположенные друг под другом горизонтальными рядами. На трубе 7 в месте расположения каждого горизонтального ряда отверстий 8 укреплен распылитель 9 дисперсной фазы.

Распылитель 9 выполнен в виде полого усеченного конуса 10, обращенного вершиной вверх, и установленной под ним с зазором горизонтальной тарелки 11. В корпусе 1 ниже трубы 7 установлен патрубок 12 для выхода сплошной фазы, один конец которого размещен в приосевой зоне корпуса, а другой его конец выведен наружу, аппарата.

Аппарат для контактирования сред работает следующим образом,

Газ поступает в корпус 1 аппарата через патрубок 3 и при выходе из сопла 2 приобретает в корпусе нисходящее винтовое движение. Жидкость под давлением подается через патрубок 5 в трубу 7, из которой через отверстия 8 продавливается в сужающие каналы распылителей 9, образованные стенками конуса 10 и горизонтальной тарелкой 11. Вытекающие с большой скоростью из сужающих каналов распылителей 9 жидкостные струи распадаются на капли, образуя факелы распыла. Поток газа при движении в корпусе 1 вниз поочередно пронизывает факелы распыла, дробит капли факелов распыла на более мелкие и вовлекает их в совместное нисходящее винтовое движение. Центробежной силой, возникающей при винтовом движении газожидкостного потока, капли жидкости отбрасываются на стенку корпуса 1, на которой сливаются и

образовавшаяся сплошная жидкостная пленка стекает по стенке корпуса вниз. Попадая на верхнюю винтообразную поверхность серповидной вставки 4, жидкостная пленка подкручивается, продолжая двигаться по стенке корпуса вниз по винтовой траектории в днище аппарата.

Прореагировавшая с газом жидкость выходит из аппарата через патрубок 6, а отработанный газ - через патрубок 12.

Размещение патрубка 12 в корпусе 1 под трубой 7 с расположением конца этого патрубка в приосевой зоне аппарата исключает унос газовым потоком прореагировавшей с газом жидкости.

Многократное взаимодействие газа в корпусе 1 аппарата со свежими порциями жидкости, вытекающей из сужающих каналов распылителей 9, обеспечивает создание сильно развитой и непрерывно обновляющей поверхности межфазного контакта.

Технико-экономическая эффективность от использования полезной модели достигается за счет повышения эффективности тепломассообмена между сплошной и дисперсной фазами.

Это стало возможным благодаря:

установке в корпусе аппарата трубы с расположенными друг под другом в горизонтальный ряд отверстиями, что обеспечивает многократное взаимодействие газа со свежими порциями жидкости;

установке на трубе в местах расположения каждого горизонтального ряда отверстий распылителя, выполненного в виде полого усеченного конуса с обращенной вверх вершиной, и установленной под ним с зазором горизонтальной тарелки, что позволило увеличить поверхность межфазного контакта по сечению и по высоте рабочей зоны аппарата.

1. Аппарат для контактирования сред, содержащий корпус, сопло для подачи сплошной фазы, патрубок для входа сплошной фазы, патрубок для ввода дисперсной фазы, серповидную вставку, распылитель дисперсной фазы и сливной патрубок, отличающийся тем, что к нижнему торцу патрубка для ввода дисперсной фазы присоединена вертикально установленная труба с заглушенным нижним концом, на боковой поверхности которой выполнены отверстия, расположенные горизонтальными рядами друг под другом, распылитель дисперсной фазы укреплен на трубе в месте расположения верхнего горизонтального ряда отверстий, а под ним на трубе в месте каждого нижерасположенного горизонтального ряда отверстий укреплен дополнительный распылитель дисперсной фазы.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распылители дисперсной фазы выполнены в виде полого усеченного конуса, обращенного вершиной вверх, и установленной под ним с зазором горизонтальной тарелки.