Роторно-дисковый тепломассообменный аппарат
Изобретение относится конструкциям аппаратов для тепломассообменных процессов и позволяет интенсифицироватьпроцесс теплои массообмена за счет увеличения удерживающей способности аппарата по дисперсной фазе благодаря созданию направленного движения' потоков пристенной жидкости в осевом направлении. Роторно-дисковыйтепломассообменный аппарат содержит корпус 1, коаксиально расположенный корпусу вал 2 с закрепленными на нем дисками 3. В рабочей зоне аппарата вдоль корпуса 1 расположен змеевик 4Г труба которого имеет эллиптическую форму, снабженный пластинами 5 по'-внешнему диаметру и/или по . внутреннему диаметру. Аппарат имеет верхнюю 6 и нижнюю 7 отстойные зоны и снабжен патрубками ввода 8, 9 и вывода 10, 11 легкой и тяжелой фаз соответственно. Кроме того, аппарат снабжей патрубками ввода 12 и вывода 13 теплоносителя. 4 ил.слс^4^ -Ч
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s))s В 01 0 11/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804944/26 (22} 21.03.90 (46) 15,02.92. Бюл. f4 6 (71) Рубежанский филиал Днепропетровского химико-технологического института им.
Ф.Э. Дзержинского (72) И.И.Бугаев, M.Ë.Áàåâ, В.А.Носач, Н.H,КУлов, А.В.Рукин, А.И,Авдюшев, A.H.Cåìèê0ïHûé, ВЛ.Ч вайкои А.Е.Костанян (53) 66.061.5(088.8) (56) Ягодин Г.А. и др. Основы жидкостной экстракции. M.: Химия, 1981, с. 300. (54) РотоРно-дисковый тепломАсCGOSMEHHÛÉ АППАРАТ (57) Изобретение относится конструкциям аппаратов для тепломассообменных процессов и позволяет интенсифицировать,, Ы„„1711947 А1 процесс тепло- и массообмена за счет увеличения удерживающей способности аппарата по дисперсной фазе благодаря созданию направленного движения потоков пристенной жидкости в осевом направлении. Роторно-дисковый тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, коаксиально расположенный корпусу вал 2 с закрепленными на нем дисками 3. В рабочей зоне аппарата вдоль корпуса 1 расположен змеевик 4, труба которого имеет эллиптическую форму, снабженный пластинами 5 по внешнему диаметру и/или по внутреннему диаметру. Аппарат имеет верхнюю 6 и нижнюю 7 отстойные зоны и снабжен патрубками ввода 8; 9 и вывода 10, 11 легкой и тяжелой фаз соответственно, Кроме того, аппарат снабжен патрубками ввода
12 и вывода 13 теплоносителя. 4 ил.!
1711947.
25
Изобретение относится к конструкциям айпаратов для тепломассообменных процессов в системе жидкость — жидкость и может быть использовано в.химической, нефтехимической и фармацевтической промышленностях.
Известен роторно-дисковый тепломассообменный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус. статорные кольца. закрепленные на корпусе и делящие его на контактные камеры, расположенный по оси корпуса вал, установленные на валу в контактных камерах диски.
Недостатком известной конструкции является невозможность регулирования удерживающей способности независимо от доэировочного соотношения фаз. В результате этого эффективность аппарата в ряде практически важных случаев, например при большой разнице в плотностях легкой и тяжелой фаз; большом сопротивлении диффузии, оказывается вследствие недостаточного контактирования, неудовлетворительная. Кроме того, эффективность работы падает из-за наличия застойных зон нэд и под статорными кольцами вблизи стенки аппарата, при наличии рубашки на аппарате теплоперенос через стенку аппарата малоэффективен.
Цель изобретения — интенсификация тепло- и массообмена зэ счет увеличения удерживающей способности аппарата по дисперсной фазе благодаря созданию направленного движения потока пристенной жидкости в осевом направлении.
Поставленная цель достигается тем, что роторно-дисковый тепломассообменный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенный по оси корпуса вал с дисками, отстойные зоны и технологические штуцера, снабжен змеевиком с эллиптической формой трубы и пластинами, расположенными по внешнему и/или внутреннему диаметру труб.
Благодаря расположению змеевика в рабочей зоне аппарата в зависимости от скорости и направления вращения ротора можно регулировать удерживающую способность по дисперсной фазе. Если направление вращения ротора совпадает с направлением винтов змеевика, жидкость у стенки аппарата, двигаясь по виткам, стремится вниз, а это увеличит удерживающую способность по дисперсной легкой фазе. И наоборот, если направление вращения ротора не совпадает с направлением витков змеевика, то жидкость у стенки аппарата двигается вверх, увеличивая удерживающую. способность по дисперсной тяжелой фазе, что способствует интенсификации процесса массообмена, Наличие змеевика в аппарате позволяет интенсифицировать процесс теплопереноса и расширить область применения аппарата в качестве реактора.
Наличие приваренной. пластины позволяет уменьшить диаметр змеевика и расположить его витки ближе к центру аппарата что даст возможность более эффективно использовать-поверхность змеевика. Пластина, приваренная по внутреннему диаметру змеевика дает возможность улучшить гидродинамические. характеристики змеевика.
Совмещение описанных вариантов применимо для аппаратов большого диаметра.
Выполнение змеевика с эллиптической формой трубы по сравнению с круглым сечением убирает застойные зоны в месте крепления пластины к змеевику (по внешнему диаметру).
На фиг. 1 изображен аппарат, общий вид; на фиг. 2 — фрагмент аппарата со змеевиком с приваренной пластиной по внешнему его диаметру; на фиг. 3, — фрагмент аппарата с змеевиком с приваренной пластиной по внутреннему его диаметру: на фиг, 4 — фрагмент аппарата с змеевиком с приваренными пластинами по внешнему и внутреннему его диаметру, Роторно-дисковый те пломасообме нный аппарат содержит корпус 1, коэксиально расположенный корпусу вал 2 с закрепленными нэ нем дисками 3. В рабочей зоне аппарата вдоль корпуса 1 расположен змеевик 4. труба которого имеет эллиптическую форму, снабженный пластинами 5 по внешнему диаметру и/или по внутреннему диаметру, Ширина пластин вместе с, диаметром трубы змеевика составляет не более 0.8 диаметра аппарата. Аппарат имеет верхнюю 6 и нижнюю 7 отстойные зоны и снабжен патрубками ввода 8, 9 и вывода
10, 11 легкой и тяжелой фаз соответственно.
Кроме того, аппарат снабжен патрубками ввода 12 и вывода 13 теплоносителя.
Аппарат работает следующим образом.
B корпус 1 через подводящие патрубки
8 и 9 противотоком подаются контактирующие фазы, где они попадают на диски 3 и затем отбрасываются к стенке корпуса 1.
Причем если вращение вала 2 совпадает с направлением витков змеевика 4, то жидкость, двигаясь по виткам змеевика 4, стремится вниз, увеличивая удерживающую способность по дисперсной легкой фазе. Если дисперсной фазой является тяжелая, то вращение вала 2 не должно совпадать с направлением витков змеевика 4. Тогда
1711947
Составитель М,Баев
Редактор М. Недолуженко Тех ред М, Моргентал
Корректор Л.Бескид, Заказ 487 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5
Производственно-издательский. комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 жидкость двигается по, виткам змеевика 4 вверх и, соответственно. увеличится удерживающая способность по дисперсной тяжелой фазе.
Наличие пластины 5, приваренной- по внутреннему диаметру змеевика, обеспечивает внутренний рецикл фаз в пределах каждой камеры смешивайия и в результате этого увеличение удерживающей способности аппарата подисперсной фазе. рост межфазной поверхности в единице объема и интенсификация массообмена.
Приваренная пластина 5 по внешнему диаметру змеевика 4 даст возможность отодвинуть трубу змеевика 4 от стенки аппарата, что способствует более эффективному использованию поверхности змеевика 4.
Данное изобретение. по сравнению с известным позволяет интенсифицировать процесс массообмена между фазами за счет увеличения удерживающей способности аппарата по дисперсной фазе, благодаря созданию направленного движения потоков пристенной жидкости в осевом направлении, а также интенсифицировать процесс теплообмена за счет введения в рабочую зону аппарата змеевика.
Конструктивные отличия предложенно5 го аппарата позволяют расширить область применения, например, в качестве реактора.
Формула изобретения
10 Роторно-дисковый тепломассообменный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус. расположенный по оси корпуса вал с дисками, отстойные эоны и технологические штуцеры, о т л и ч а ю15 шийся тем, что, с целью интенсификации тепло- и массообмена эа счет увеличения удерживающей способности аппарата по дисперсной фазе благодаря созданию направленного движения потоков пристенной
20 жидкости в осевом направлении, он снабжен трубчатым змеевиком с эллиптической формой труб и пластинами, расположенными по внешнему и/или внутреннемудиаметру труб.
