Тепломассообменный аппарат для взаимодействия газа (пара) и жидкости
Изобретение относится к конструкциям насадочных массообменных аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности для проведения процессов между газом (паром) и жидкостью в режиме инверсии фаз, и позволяет расширить диапазон устойчивой работы путем разрешения слоя газо(паро)жидкостной эмульсии и создания регулируемой зоны режима эмульгирования при одновременном снижении брызгоуноса. Тепломассообменный аппарат для взаимодействия газа(пара) и жидкости содержит корпус, внутри которого на опорной решетке размещена насадка, на образующей поверхности корпуса выполнены продольные прорези между удерживающей решеткой и распределителем жидкости. Высоту прорези может ограничивать кольцо, прикрепленное к ее основанию и внутренней стороне корпуса и расположенное под углом к периметру корпуса или верхняя,или нижняя часть колпака, при этом дополнительный узел вывода жидкости снабжен гндрорегулятором уровня или дросселирующим устройством с датчиком гидравлического сопротивления о Продольные прорези могут быть выполнены пятиугольной формы, при этом три стороны каждой прорези образуют два смежных прямых угла. Газо(паро)жидкостная эмульсия, самопроизвольно расширяясь в замкнутом объеме корпуса с насадкой, достигнув продольных прорезей и войдя в зону, разделяется на газ(пар) и жидкость у основания нижней по ходу расширения слоя прорези, при этом жидкость выводится в переливную камеру , а газ(пар), пройдя вышерасположенный слой насадки, окончательно сепарируется от жидкости. Наличие на узле выхода жидкости из переливной камеры гидрорегулятора уровня с датчиком гидравлического сопротивления придает новой конструкции способность гидравлического регулирования высоты слоя газо(паро)жидкостной эмульсии в аппарате. 4 з.п ф-лы, 6 ил. (Л о w Ј 1C со ND
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 () 9) (И) 42 2 (g) P> 01 D 3/32
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ П(НТ СССР
1 (21) 4661213/26; 4661214/26;
4662694/26 (22) 15.03.89 (46) 15.03.91. Бюл. )) 10 (71) Рубежанский филиал Днепропетровского химико-технологического института им. Ф.Э.Дзержинского (72) M.À.Бренер, З.Н.Мемедляев и А.Н.Тернопольский (53) 66.015.23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
) 1197683, кл, В 01 D 3/32, 1985. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЪЁ АППАРАТ ДЛЯ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА(ПАРА) И ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к конструкциям насадочных массообменных аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности для проведения процессов между газом (паром) и жидкостью в режиме инверсии фаз, и позволяет расширить диапазон устойчивой работы путем разрешения слоя газо(паро)жидкостной эмульсии и создания регулируемой зоны режима эмульгирования при одновременном снижении брызгоуноса. Тепломассообменный аппарат дпя взаимодействия газа(пара) и жидкости содержит корпус, внутри которого на опорной решетке размещена насадка, на образующей поверхности корпуса выполнены продольные прореИзобретение относится к конструкциям насадочных массообменных аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической « других смежных от2 зи между удерживающей решеткой и распределителем жидкости. Высоту прорези может ограничивать кольцо, прикрепленное к ее основанию и внутренней стороне корпуса и расположенное под углом к периметру корпуса или верхняя,или нижняя часть колпака, при этом дополни1ельный узел вывода жидкости снабжен гидрорегулятором уровня или дросселирующим устройством с датчиком гидравлического сопротивления. Продольные прорези могут быть выполнены пятиугольной формы, при этом три стороны каждой прорези образуют два смежных прямых угла.
Газо(паро)жидкостна . эмульсия, самопроизвольно расширяясь в замкнутом объеме корпуса с насадкой, достигнув продольных прорезей и войдя в зону, разделяется на газ(пар) и жидкость у основания нижней по ходу расширения слоя прорези, при этом жидкость выводится в переливную камеру, а газ(пар), пройдя вьш|ерасположенный слой насадки, окончательно сепарируется от жидкости. Наличие на узле выхода жидкости из переливной камеры гидрорегулятора уровня с датчиком гидравлического сопротивления придает новой конструкции способность гидравлического регулирования высоты слоя газо(паро)жидкостной эмульсии в аппарате, 4 з.п. ф-лы, 6 нл. раслях промышленности для проведения процессов тепломассообмена между газом (паром) и жидкостью в режиме инверсии фаз °
1634?92
1(åëã>!» 1lзОбре0тo1н1я Яl)ляется расши» ронне диапазо!(а уcToé÷èf>ofI работы путем разрушения слоч газо(наро)жидко ст ttotf э. !ул ьсии 1! Cos;Ia t !if II р сг улпруohfott зоны режим» з(!ул(.г((рования !!pl! oE(Itvl7pe»eIIftnhf сн!!жен!и! брызгоy I> l )п(г. 1 показан аппарат с цилинE! j) ff Iccкой вставкой, продольный разрез на <1>f:ã, 2 — г!щрорегулятор уровня г<олзу!!кг ного типа; »а фиг, 3 г>1;(рорсгуля тор poE Л7(>.(т, в i oòof>oh> про,,ол1 ные прорези г>! !7 У Ог!) I!if :II) 1 l<>T !7е() хнля II нижнЯЯ 20 tfc I>ol oZ)n, 1!> . П! 11Р <7j) O 3 Я ) f>I П Я Т11УI О!1 нft<>it Tt>tl с Оро!1! i каждой из Ko T()pblK Образу пт дна смежных п()г!мьгх угла, 25 ,:1!711рат cocтопт из корпуса 1, днипк! 2, крышкl! 3, узлов ввода 4 и выi;o.-(л 5 газа/пара р<7сположенп(!х соотf;oтственпО под и наг(слоем насадки 6, р Isмещенной и» опорной решетке 7, распределитсл» Я жидкости и узла и п-ода 9 жидкости, расположенных в с,ое насадкll Ь 11 под (нгм cooтветстне! но, расположенной над распределител<. l u жидкос TII соосно корпусу 35 (апол!!си(ой зл hfoFITahfEI насадки 6 циJffftb 7рог(<77((,н(!е прорез!1 11, высоту котоpl iiK ограничив:1ет кольцо 12, прикреп- 4 деfttlop к основанию цилигщрической вставки 10 it вftyTpeltlteff стороне корпусa 1 11 расположенное под углом к пер<;метру корпуса 1, верхний торец c!tn>t !(асадки 6 снабжен удерживающей решеткой 13, прпкрег(ленной к верхнему то»цу цг!(рическо!1 вставки 10, а,<(О!!<О<(и(те>11 ный у:зе<1 вывода 14 жидксстп с!(абжен г!щрорегy < ск< го сопротивления 16 Пг! С l,<>Cltht Ill!1KI«fМ СРЕ)ОМ, !(а !!СРП!ПНЕ к<> l <>p<>I î расположclt дс>нол!н!тельный у )ел в!..!!оц 1 !7!цкоc Ttt 14 . II;t фиг. 4 т< рцоная перегородка 18 Огр,!нич((вает высоту проре <сй 11 и присоединена к корпусу 1 на уровне оснований прорезей 11. На Аиг ° 5 высоту прорезей 11 ограничива(от торцовые перегородки колпака 17, а дополнительный узел вывода ж)щкости 14 снабжен дросселирующим устройством 19 с датчиком гидравлического сопротивления 16. Лппарат работает следующим образом. Жидкость г(одают в аппарат через распределитель 8, а газ(!(ар) — через узел 4 его ввода„ Газ(пар) подают в количестве, обеспечивающем при заданной нагрузке по жидкости, известных характеристик насадки 6 и ф!(зико-химических свойствах rasa(пара) и )кзщкости как минимум достижение им скорости инверсии фаз, при которой в результате максимального развития межфазной поверхности достигается максимальная степень тепломассообмена, что является основным преимуществом режима эмульгирования. В этом режиме газ(пар) и жидкость взаимодействуют в слое насадки 6 как под распределителем жидкости 8, так и над ним вследствие самопроизвольного расширения слоя газо(наро)жидкостной эмульсии. В соответствии с этим жидкость выводится из аппарата двумя потоками, причем первьп1 из них Аормируется из жидкости, провзаимодействовавшей с газом(паром) на участке слоя насадки 6 от распределителя 8 жидкости до опорной решетки 7, и выводится через узел 9 вывода жидкости, а второй образуется из жидкости, провзаимодействовавшей с газом(паром) на участке слоя насадки 6 от распределителя 8 жидкости до основания нижней из продольных прорезей 11. Формирование второго потока происходит следующим îбразом. Расширяющийся газо(паро)жидкостный слой, войдя в зону участка корпуса 1 между удерживающей решеткой 13 и распределителем жидкости 8 или цилиндрической вставки 10 и дости"нув основания нижней из продольных прорезей 11, выполненных »а его (ее) образующей поверхности, разделяется на газ(пар), которь(й, пройдя вышележащую часть насадки 6, BlfxojTHT из аппарата через узел 5 его вывода,и жидкость, которая через основание нижней из продольных прорезей 11 сливается в камеру, образованную поверхностя(п1 1634292 корпуса 1 и цилиндрической вставки 10 (фиг. !) или колпака 17 (фиг. 4, 1 5). Наличием ня верхнем торце слоя васадки G, удерживающей решетки 13, 5 присоединенной к корпусу 1 или цилиндрической вставке 10, предотвращает возможный вынос отдельных нясадочных тел из слоя насадки 6 н засорение узла 14 вывода жидкости, расположение которого в самой нижней точке камеры с наклонным дном, роль которого выполняет кольцо 12 илп нижняя торцовая перегородка колпака 17, обеспечивает вывод жидкости и" камеры без образования застойных эон В зависимости от требуемого гидравлического сопротивления, задаваемого на датчике 16, последш и автоматически посредством гидрорегулято- 20 ра уровня 15, например, ползункового или винтового типа нли дросселирующего устройства 19 поддерживает необходимый уровень жидкости в камере, а следовательно, соответствующую этому уровню высоту слоя газо (паро)жидкостной эмульсии в аппарате, при этом разделение газо(паро) жидкостной эмульсии на фазы в аппарате происходит на вышележащей относи- 30 тельно уровня жидкости в камере прорези 11. Окончательное отделение жидкости от газа(пара) происходит в вышележащей относительно уровня жидкости в камере части насадки 6 в силу резкого снижения сил трения в освободившемся от основного потока жидкости сечении насадки 6, "запиравlI mего его на участке до нижнего основания прорезей 1! ° 40 Количественная характеристика жидкостных потоков, выводимых из аппарата через узлы 9 и 14, зависит от степени превышения скорости инверсии фаз ° Конструкция данного аппарата, поз- 45 воляя варьировать количествами газа(пара), проходящими через слой насадки, дает возможность варьировать и производительностью аппарата по жидкости при функционировании регу- gp лируемой зоны режима эмульгирования по высоте слоя насадки, что как и одновременное снижение брызгоуноса путем разрушения слоя газо(паро)жлщкостной эмульсии еще в слое насадки расширяет диапазон устойчивой работы аппарата. Предлагаемый аппарат легко управляется, автоматизируется и рекомендуется в производство клеежелатиновой промышпенности на стадии десорбцйиябсорбции растворенных целевых компонентов сточных вод, парового конденсата, в других массообменных процессах (хемосорбция, ректификация), а также в качестве экстрактора обезжирпвачия коллягеносодержащего сырья. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Чепломассообменный аппарат для взаимодействия газа(пара) и жидкости, содержащей корпус, внутри которсго ня опорной решетке размещен слой насадки, верхний торец которого снабжен уд рживяющей решеткой, узлы вводя It Blç!вода газа (пара) цилиндрическую вставку, распределитель жидкости и узел ее вывода, расположенные в слое насадки и под ним соответственно, днип;е, крышку и дополнительный узел выводя жидкости, о т л и ч а ю щ и Й с . тем, что, с целью расширения диапазона устойчивой работы путем разрушения слоя га30(пяро)жидкостной эмульсии и создания регулируемой воны режима эмульгирования при олновременном снижении брызгоуноса, на участке образующей поверхности корпуса или цилиндрической вставки между удерживающей решеткой и распределителем жидкости выполнены продольные прорези, высота которых увеличивается в сторону дополнительного узла вывода жидкости, который снабжен регулирующим устройством. 2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а Jo ш и и с я тем, что крышка выполнена в виде колпака,. 3. Аппарат по ц. 1, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что прорези в нижней части снабжены кольцом, расположенным под углом к периметру корпуса, а регулирующее устройство выполнено в виде гидрорегулятора уровня ползункового или винтового типа с датчиком гидравлического сопротивления. 4. Аппарат по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что продольные прорези выполнены пятиугольной формы, три стороны каждой прорези образуют два =межных прямых угла, а высоту продольных прорезей ограничивает верхняя торцовая перегородка колпака, регулирующее устройство выполнено в виде дросселя с датчиком гидравлического сопротивления. 1634292 Гаь 5. Аппарат rro nn. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что высоту продольных прореэей в нижней части ограничинает нижняя торцовая перегородка колпака. 1634292 103 18 ЗГидлд Газ 1634292 Составитель Г. Урусова Техред Л. 0««ий«««ык Корректор С,Черни Редактор H. Горват Заказ 712 Тираж 429 Подписное «3НИИПИ Государстве «««ого комитета ««о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рау«««окая наб., д. 4/5 Производственно-издательский комби««««т "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
