Контактный аппарат

 

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов и каталитических реакторов и позволяет снизить энергозатраты. Контактный аппарат содержит корпус, патрубки для ввода и вывода потоков газа или жидкости, камеру прямоугольного сечения, заполненную неподвижным зернистым слоем сферических гранул одинакового диаметра, решетку с гнездами, размещенными по прямоугольнику с образованием ячеек. При этом ячейки выполнены со сторонами, равными 1,64 и 1,74 диаметра гранулы, и дополнительно снабжены гнездами, сдвинутыми относительно гнезд, расположенных по углам прямоугольника на 0,82 и 0,58 диаметра гранул соответственно размерам сторон прямоугольника. Поток газа или жидкости, пройдя через зернистый слой, взаимодействует с гранулами и затем через отверстия в решетке и патрубок выводится из аппарата. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„604458 А 1 (51)5 В 01 J 8/02

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф выхода 5 потока. На крышке аппарата имеются распределитель 6 потока и штуцер 7 для загрузки зернистого материала. Штуцер 8, устаногленный в нижней части корпуса, предназначен для выгрузки слоя. Между корпусом и днищем расположена решетка 9, на которую засыпан зернистый слой, состоящий из сферических гранул 10 одинакового диаметра. Решетка 9, на которой формируется регулярный слой шаров, содержит гнезда, расположенные в соответствии со схемой, приведенной на фиг.2.

Примером конструкции решетки (фиг.3) служит перфорированный лист, на котором имеются отверстия диаметром (0,8-0,9)с1, выполняющие роль гнезд для укладки нижнего слоя шаров, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHSIM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4469974/23-26 (22) 29.07.88 (46) 07.11.90. Бюл. N 41 (72) P.3.Адинберг, В,M.Èâaíîâ и В.В.Дильман (53) 661,566.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

III 1359197, кл. В 65 В S/10, 1984 (54) KOHTAI

Цель изобретения - снижение энергетических затрат за счет уменьшения гидравлического сопротивления зернистого слоя

На фиг.1 изображен контактный аппарат,.общий вид; на фиг.2 — располо жение гнезд на решетке; на фиг.3пример выполнения решетки.

Контактный аппарат с неподвижным зернистым слоем (фиг.1) состоит из корпуса (камеры) 1, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, и соединенных с ним крьппки 2 и днища 3, снабженных патрубками для входа 4 и заполненную неподвижным зернистым слоем сферических гранул одинакового диаметра, решетку с гнездами, размещенными по прямоугольнику с образованием ячеек. При этом ячейки выполнены со сторонами, равными 1,64 и 1,74 диаметра гранулы и дополнительно снабжены гнездами, сдвинутыми относительно гнезд, расположенных по углам прямоугольника на 0,82 и 0,58 диаметра гранул соответственно размерам сторон прямоугольника. Поток газа или жидкости, пройдя через зернистый слой, взаимодействует с гранулами и затем через отверстия в решетке и патрубок . выводится из аппарата. 3 ил.

1604458 и отверстия в несколько раз меньшего диаметра для прохада потока, В описанной конструкции контактного аппарата корпус выполняет роль камеры, содержащей неподвижный слой. В других известных аппаратах камера явм. ляется самостоятельным элементом конструкции, нахоцящимся внутри корпуса аппарата.

Контактный аппарат работает следующим образом, Аппарат устанавливают вертикально и через штуцер 7 (или при снятой крышке 2) производят массовую загрузку сферических гранул 10 одинакового .диаметра, равномерно распределяя гранулы по сечению аппарата, Первые порции гранул самопроизвольно заполняют ! гнезда реше .ки,i образуя нижний слой определенной конфигурации (фиг.2).

Последующие порции гранул самопроиз вольно укладываются в лунки нижнего слоя, образуя второй слой, аналогичный первому, и т.д. вплоть до заполнения всего объема камеры. В конце загрузки верхний слой разравнивают.

После этого аппарат подключается к технологической схеме, Поток газа или жидкости подводится к аппарату ч.ерез патрубок 4, поступает в распределитель 6, с помощью которого происходит раздача потока по сечению аппарата,. и втекает в зернистый слой, где взаимодействует с гранулами, затем проходит отверстия в решетке 9 и через патрубок 5 выводится из аппарата.

Экспериментальные исследования предлагаемого контактного аппарата производят на.модели с поперечным се-. чением 90н82 мм, в которую загружают стальные шары диаметром 7,2 мм с образованием неподвижного зернистого слоя высотой 1 = 68 мм. Слой .представляет собой регулярную упаковку шаров, при этом визуально можно наблюдать наличие вокруг каждого шара шести вертикальных сквозных каналов.

Через слой продувают поток воздуха и измеряют перепад давления ЬР в се-, чениях до и после слоя. По значению перепада давления определяли коэффициент гидравлического сопротивления

АР

f за

2pU< 1 где Р йлотность воздуха;

U - -скорость воздуха на полное сечение аппарата.

Анализируют зависимость коэффициента Е от числа Рейнольдса:

U-d

10 -R = °

3 где 1 - кинетическая вязкость воздуха, Для сравнения аналогичные экспериментальные исследования проводят при регулярной упаковке шаров по углам квадрата со стороной 1 и по прототипу.

Результаты исследований показывают, что по сравнению с известным предлагаемый контактный аппарат при прочих равных условиях характеризуется значительно более низким (примерно в 2 раза) гидравлическим сопротивлением неподвижного зернистого слоя.

Например, при использовании контактного аппарата в качестве каталитического нейтрализатора выхлопных газов автомобиля затраты мощности двигателя на систему выпуска в результате умень" щения гидравлического сопротивления снижаются с 10 до 5Х.

Формула из обретения

Контактный аппарат, содержащий корпус, патрубок для ввода и вывода .потоков газа или жидкости, камеру в форме прямоугольного параллелепипеда, 40 заполненную неподвижным зернистым слоем сферических гранул одинакового . диаметра, решетку с гнездами, размещенными по прямоугольнику, с образованием ячеек, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат за счет уменьшения гидравлического сопротивления зернистого слоя, ячейки выполнены со сторонами, равными 1,64 и !,74 диаметра гранулы, и дополнительно снабжены гнездами, сдвинутыми относительно гнезд, расположенных по углам прямоугольника на

0,82 и 0,58 диаметра гранул соответственно размерам сторон прямоугольни

)604458

° ° 0

О

О

О"

:О

Q j °

0 1

°:О

° 0 о.

:О

Отберстие й.д ирохода газа

Составитель Н. Захарова

Редактор Н.Гунько Техред Д.олийнык Корректор В,Гнрняк

Заказ 3415 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101