Вихревой тепломассообменный аппарат

 

Изобретение может найти применение в различных производствах химической, микробиологической, нефтяной, переработки неорганических кислот, удобрений и других отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса тепломассообмена за счет увеличения контактной поверхности и уменьшения уноса. Аппарат состоит из корпуса 1. тарелки 2, контактных патрубков 3, отбойника 4, завихрителя 5 потока, переливных трубок 6, коллектора подвода 7 и отвода 8 теплоносителя. Контактный патрубок выполнен с двойной стенкой с полостью для теплоносителя внутри нее, причем стенки патрубка изготовлены в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков, Кроме того, контактный патрубок может быть выполнен в виде навитой трубы, полость которой сообщается с хладагентом. 1 з.п.ф-лы, 6 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 1655532 А1 (51)5 В 01 D 3/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4720027/26 (22) 19.06.89 (46) 15.06.,91, Бюл. ¹ 22 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.M.Êèðîâà (72) В.И.Петров, Р.А.Халитов, A.Ô.Màõîòкин, Н.В.Шляховой, А,В..Борисенко, T.Т.Гильмутдинов и Ф.М.Газизов (53) 66,015.23,05 (088,8) (56) Авторское свидетельства СССР № 182108, кл. B 01 D 3/26, 1966.

Авторское свидетельство СССР

¹ 415900, кл. В 01 D 3/26, 1976. (54) ВИХРЕВОЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение может найти применение в различных производствах химической, микробиологической, нефтяной, переработ-

Изобретение относится к химической технологии и может найти применение в различных производствах химической, микробиологической, нефтяной, переработки неорганических кислот, удобрений и других отраслях промышленности для осуществления процессов тепломассообмена.

Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса тепломассаобмена эа счет увеличения контактной поверхности и уменьшения уноса, На .фиг; 1 изображен вихревой тепломассообменный аппарат, разрез (вариант, когда диаметр выпуклых участков внутренней стенки выполнен уменьшающимся, а ширина плоских участков — увеличивающейся от нижней части патрубка); на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — -о же, (вариант, когда наружная стенка выполнена в виде набора чередующихся и изменяющихся по ки неорганических кислот, удобрений и других отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса тепломассообмена за счет увеличения контактной поверхности и уменьшения уноса. Аппарат состоит иэ корпуса 1, тарелки 2, контактных патрубков 3, отбойника 4, завихрителя 5 потока, переливных тру- бок 6, коллектора подвода 7 и отвода 8 теплоносителя. Контактный патрубок выполнен с двойной стенкой с полостыа для теплоносителя внутри нее, причем стенки патрубка изготовлен ы в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков. Кроме того, контактный патрубок может быть выполнен в виде нэвитой трубы, полость которой сообщается с хладагентом. 1 з.п.ф-лы, 6 ил. высоте выпуклых и плоских участков или гофрированными); на фиг. 4 — то же, вид сверху; на фиг,5 — то же, разрез(вариант, когда патрубок выполнен в виде навитой трубы, полость которой сообщена с теплоносителем); на фиг. 6- то же, вид сверху.

Аппарат состоит из корпуса 1, тарелки

2, контактных патрубков 3, .отбойникэ 4. завихрителя 5 потока, переливных трубок 6, коллекторов подвода 7 и отвода 8 теплоносителя, Контактный патрубок выполнен с двойной стенкой с полостью для теплоносителя внутри нее, причем стенки патрубка изготовлены в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков.

Аппарат работает следующим образом, Рассмотрим работу аппарата на примере абсорбции окислов азота. Нитрозный газ, 1655532

30 содержащий окислы азота, поступает под тарелкой 2 в тагненциальные сопла завихрителя 5 потока, а жидкость (сорбент-вода) поступает на тарелку через переливные трубки 6 и равномерно растекается по тарелке, В контактный патрубок.3 жидкость входит через зазор между тарелкой и патрубком, Аппарат, в целом, работает в противоточном режиме, а вихревое контактное устройство — в прямоточном режиме.

Газ диспергирует жидкость и придает ей вращательно-поступательное движение, Образование большой поверхности контакта фаз способствует эффективной абсорбции окислов азота. Газо-жидкостная эмульсия движется вверх по внутренней стенке контактного патрубка.

Однако, процесс абсорбции окислов азота сопровождается выделением значительного количества тепла, Для увеличения степени абсорбции окислов азота контактный патрубок выполнен с двойной стенкой с полостью для теплоносителя (хладагента).

Хладагент поступает в контактный патрубок по наружному коллектору 7, а отводится по коллектору 8. Для увеличения поверхности теплообмена стенки патрубка выполнены в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков, причем диаметр выпуклых участков внутренней стенки выполнен уменьшающимся, а ширина плоских участков — увеличивающейся от нижней части патрубка. Такая конструкция патрубка позволяет максимально интенсифицировать процесс массообмена и уменьшить величину уноса жидкой фазы из контактного устройства. Жидкость, находящаяся на тарелке, многократно циркулирует в вихревом контактном устройстве, абсорбируется, а затем по переливным трубкам стекает на ни>келе>кащие ступени, работа которых аналогична работе описанной ступени. Используя режим многократной рециркуляции жидкой фазы и выполняя наружную стенку патрубка в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков или гофрированных (фиг. 2), можно значительно увеличить контактную поверхность теплообмена и, в целом, интенсифицировать процесс абсорбции окислов азота.

Кроме того, для увеличения поверхности теплообмена при абсорбции окислов азота и упрощения конструкции контактный патрубок, изображенный на фиг. 5, может быть выполнен в виде навитой трубы, полость которой сообщается с хладагентом, Выполнение патрубка с двойной стенкой, с полостью для теплоносителя внутри нее позволяет осуществить интенсивну10 .1 теплопередачу между реагирующими компонентами и теплоносителем. При этом. повышается интенсивность тепломассообменного процесса, сопровождающегося выделением (поглощением) тепла при реакции взаимодействия компонентов. Благодаря этому интенсифицируются процессы поглощения химических реагентов и увеличивается выход готового продукта, Исполнение внутренней стенки патрубка в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков позволяет повысить удерживающую способность по жидкой фазе, увеличить время контакта реагирующих фаз, повысить интенсивность тепломассообмена, Выполнение диаметров выпуклых участков уменьшающимися, а ширины плоских участков увеличивающимися от нижней части патрубка позволяет регулировать время контакта реагирующих фаз, уменьшение уноса жидкой фазы из вихревого контактного устройства, что в целом приводит к повышению эффективности тепломассообмена

Благодаря выполнению патрубка в виде навитой трубы, полость которой сообщена с теплоносителем, можно максимально увеличить интенсивность теплопередачи, повысить эффективность тепломассообмена реагирующих компонентов.

Применение предлагаемого аппарата по сравнению с прототипом позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена химических реакций, сопровождающихся выделением большого количества тепла, увеличить степень поглощения, увеличить производительность аппарата, значительно уменьшить объем и вес многоступенчатых аппаратов, а также создает возможность регулирования времени контактных фаз, Формула изобретения

1. Вихревой тепломассообменный аппарат, включающий корпус с контактной тарелкой, на которой установлены контактные элементы в виде цилиндрических патрубков сзавихрителями внутри них, отбойники, переливные трубки, отл и ч а ю щи и с ятем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет увеличения контактной поверхности, уменьшения уноса, патрубок выполнен с двойной стенкой с полостью для теплоносителя внутри нее, а стенки патрубка выполнены в виде набора чередующихся и изменяющихся по высоте выпуклых и плоских участков, при этом диаметр выпуклых участков внутренней стенки выполнен уменьшающимся, а ширина плоских участков — увеличивающейся от нижней части патрубка.

1655532

2, Аппарат по и. t, о т л и ч а ю щ и и с к трубы, полост; которой сообщена с теплотем, нто патрубок выполнен в виде навитой носителем.

1655532

Соста вител ь А. Сондор

Техред M,Moðråíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор Н.Синягина

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

Заказ 2301 Тираж 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР

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