Вихревое устройство с монодисперсным распылом жидкости

Вихревое устройство с монодисперсным распылом жидкости для проведения физико-химических процессов предназначено для проведения абсорбции, десорбции, пылегазоочистки, осушки, смешения и охлаждения газов. Содержит корпус, штуцер для входа газа, расположенный тангенциально к корпусу, двигатель, пористые вращающие распылители, узел распределения жидкости перед распылителями, штуцер для выхода жидкости, опору подвесного вала, штуцер для выхода газа, лопасти. Лопасти приводятся во вращение двигателем и расположены между пористыми вращающимися распылителями под некоторым углом к плоскости перпендикулярной оси вала. При вращении лопасти взаимодействуют с потоком газа, сообщают ему энергию и перемещают его по высоте аппарата. Кроме того лопасти увеличивают тангенциальную скорость газа, поддерживая тем самым крутку потока, по высоте аппарата, постоянной. Если энергия, переданная лопастями газовому потоку, превышает энергию, которую поток газа теряет на трение и местные сопротивления, то аппарат будет обладать отрицательным гидравлическим сопротивлением и сможет сам перекачивать обрабатываемый газ. Лопасти создают осевую силу, которая направлена в обратную сторону силе тяжести, которую создает вал с пористыми вращающимися распылителями, что снижает нагрузку на опору и двигатель.

Техническим результатом является повышение эффективности массообменных процессов, снижение гидравлического сопротивления и увеличение надежности аппарата.

Полезная модель относится к устройствам для проведения физико-химических процессов, а именно процессов абсорбции, десорбции, пылегазоочистки, осушки, смешения и охлаждения газов, и может быть использовано в химической, нефтехимической и пищевой промышленности.

Известен вихревой аппарат для проведения физико-химических процессов с нисходящим потоком [см. патент RU 2287359 С2 МПК ⁷ В01D 53/18, B01D 47/06, В01D 3/30], имеющий корпус, крышку, днище, патрубки подвода и отвода фаз, вихревое контактное устройство, состоящее из верхнего основания, тангенциальных пластин, тарелки и сепаратора; распределители жидкости, снабженные форсунками и расположенные на крышке аппарата и на верхнем основании вихревого контактного устройства. По высоте тангенциальных пластин вихревого контактного устройства установлены горизонтальные дисковые перегородки. Дисковые перегородки и верхнее основание вихревого контактного устройства в области крепления тангенциальных пластин выполнены с кольцевыми щелями, а на внешнем и внутреннем срезах горизонтальных дисковых перегородок, внешнем срезе верхнего основания вихревого контактного устройства установлены кольцевые буртики. Недостатком устройства является то, что при диспергировании жидкости образуются капли разных диаметров. Крупные капли обладают высокой скоростью, из-за этого уменьшается время контакта фаз, а микрокапли уносятся газовым потоком, что ведет к потере жидкости. В результате снижается эффективность процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вихревой аппарат с пористыми вращающимися распылителями [см. патент RU 76576 U1 МПК⁷ B01D 53/18]. Газ поступает в аппарат через расположенный тангенциально штуцер. Жидкость через распределительное устройство подается в пористые вращающиеся распылители. Вал с расположенными на нем пористыми вращающимися распылителями, приводится во вращение двигателем. Нижний конец вала крепится на опоре. При вращении вала с пористых вращающихся распылителей срывается монодисперсный поток капель, который, попав в закрученный поток газа, двигаясь к стенке аппарата, контактирует с газовым потоком. На внутренней стенке аппарата образуется стекающая вниз пленка жидкости, которая удаляется из аппарата через штуцер. Газ, проходя через слой капель, очищается от вредных газообразных и твердых примесей, после чего удаляется из аппарата. Недостатком устройства является то, что крутка потока теряется по высоте аппарата, следовательно, снижается сепарация жидкости после контакта.

В предлагаемом вихревом аппарате с пористыми вращающимися распылителями обрабатываемый газ поступает в аппарат через расположенный тангенциально штуцер 2. Жидкость через распределительное устройство 4 подается в пористые вращающиеся распылители 3. Вал с расположенными на нем пористыми вращающимися распылителями, приводится во вращение двигателем 1. Нижний конец вала крепится на опоре 6. При вращении вала с пористых вращающихся распылителей срывается монодисперсный поток капель, который, попав в закрученный поток газа, двигаясь к стенке аппарата, контактирует с газовым потоком. На внутренней стенке аппарата образуется стекающая вниз пленка жидкости, которая удаляется из аппарата через штуцер 5. Газ, проходя через слой капель, очищается от вредных газообразных и твердых примесей, после чего удаляется из аппарата через штуцер 7. Лопасти 8 приводятся во вращение двигателем 1 и расположены между пористыми вращающимися распылителями под некоторым углом к плоскости, перпендикулярной оси вала. При вращении лопасти 8 взаимодействуют с потоком газа, сообщают ему энергию и перемещают его по высоте аппарата. Кроме того, они увеличивают тангенциальную скорость газа, поддерживая тем самым, крутку потока по высоте аппарата постоянной. Если энергия, переданная лопастями 8 газовому потоку, превышает энергию, которую поток газа теряет на трение и местные сопротивления, то аппарат будет обладать отрицательным гидравлическим сопротивлением и сможет сам перекачивать обрабатываемый газ. Лопасти 8 создают осевую силу, которая направлена в обратную сторону силе тяжести, которую создает вал с пористыми вращающимися распылителями, что снижает нагрузку на опору 6 и двигатель 1.

Техническим результатом является повышение эффективности массообменных процессов, снижение гидравлического сопротивления и увеличение надежности аппарата.

Вихревое устройство с монодисперсным распылом жидкости для проведения массообменных процессов, включающее двигатель, штуцер для входа газа, узел распределения жидкости перед распылителями, штуцер для выхода жидкости, опора подвесного вала, штуцер для выхода газа, лопасти, отличающееся тем, что на валу с пористыми вращающимися распылителями расположены лопасти, которые перекачивают газ, увеличивают его тангенциальную скорость, снижают нагрузку на опору и двигатель.