Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратам химической технологии для проведения процессов абсорбции, выпаривания, мокрой очистки газа. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с контактными трубами , внутри которы.х помещен перфорированный турбулизатор в виде конуса вершиной вверх, перфорация выполнена поярусно в виде прорезей, параллельны.х образующей, с однонаправленными наружу пластинами , с противоположным направлением в соседних ярусах. Контактная труба и турбулизатор соединены перегородкой с отверстиями , в которых установлены теплообменные трубки, а штуцер подвода газа размещен выше нижнего конца теплообменных трубок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1274706 (gg 4 В 01 D 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3938983/23-26 (22) 09.08.85 (46) 07.12.86. Бюл. № 45 (71) Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение «Азот» им. С. О. Притыцкого (72) А. А. Лакомкин, В. В. Агеев, А. И. Курбатов и А. И. Ершов (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 257439, кл. В О1 D 3/28, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 278629, кл. В 01 D 328, 1967. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратам химической технологии для проведения процессов абсорбции, выпаривания, мокрой очистки газа. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с контактными трубами, внутри которых помещен перфорированный турбулизатор в виде конуса вершиной вверх, перфорация выполнена поярусно в виде прорезей, параллельных образующей, с однонаправленными наружу пластинами, с противоположным направлением в соседних ярусах. Контактная труба и турбулизатор соединены перегородкой с отверстиями, в которых установлены теплообменные трубки, а штуцер подвода газа размещен ф выше нижнего конца теплообменных трубок.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1274706

Фор,мула изобретения

И зоб!)стен ие относитс5! к ап 1г!ра а!м химической технологии и может использоваться для проведения процессов абсорбции, выпар!!Вания, также IvtoKpoH о !истки газов.

Целью изобретения является и:!тенсификация тепломассообмена и повышение производительности устройства за счет усиления турбулизацни газа, увеличения поверхности контакта и уменьшения брызгоуноса.

На фиг. изображен тепломассообменный аппарат, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Тепломассообменный аппарат включает корпус 1, контактные трубы 2, разме!ценные вертикально. Внутри контактных труб по высоте установлены коакснально турбулизаторы 3, выполненные в виде конуса, размещенного вершиной вверх. На боковой поверхности турбулизатора выполнена поярусно перфорация в виде прорезей 4, размещенных параллельно образующей конуса турбулизатора. На боковой кромке прорезей установлены пластины 5, имеющие одинаковые направления в ярусе. Направление пластин от яруса к ярусу последовательно изменяется на противоположное. В нижнем основании контактной трубы 2 и турбулизатора 3 жестко размещена между ними кольцевая перегородка 6, перфорированная отверстиями 7, размещенными равномерно по окружности. В отверстиях перегородки жестко установлены теплообменные трубки 8 своим верхним концом таким образом, что штуцер 9 подвода газа расположен выше нижнего конца теплообменных трубок.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Газовый поток !поступает в аппарат через штуцер 9, обтекает теплообменные трубки 8, при этом нагревается за счет тепла жидкости, протекающей с кольцевой перегородки 6 через перфорированные отверстия 7 внутри теплообменных трубок 8 вниз аппарата. Размещение шту.цера 9 выше нижнего конца теплообменных трубок 8 обеспечивает турбулентное обтекание трубок, что интенсифицирует теплоотдачу. После прохождения теплообменных трубок 8 газовый поток направляется в контактные трубы 2, входит в турбулизатор 3 и через прорези 4 в рабочий объем контактной трубы. Г1оступление газа из турбулизатора 3 осуществляется по всей высоте контактной трубы 2, поэтому расход газа увели !ивается по высоте устройства. Благодаря тому, что турбулизатор 3 выполнен в виде конуса, размещенного вершиной вверх, обеспечивается возрастание кольцевого проходного сечения газа по высоте контактной трубы. При движении возрастающего количества газа в условиях увеличения проходного сечения обеспечивается одинаковая скорость газа и устраняется неравномерность тепло !ассо065 l0

3S мена по высоте контактной трубы. Газ, выходя из прорезей 4, закручивается посредством однонаправленных пластин 5. Перемещаясь снизу вверх, поток, закрученный в первом ярусе, взаимодействует с потоком из второго яруса, закрученным в противоположную сторону. В результате взаимодействия таких потоков образуется высокотурбулизированный поток газа с высоким значением пульсационной составляющей скорости. Благодаря этому происходит турбулизация поверхности стекающей пленки жидкости, что увеличивает коэффициент теплоотдачи, диффузии на границе раздела фаз и, следовательно, интенсифицирует процесс тепломассообмена. Часть жидкости при этом с поверхности стекающей пленки жидкости диспергируется в поток, обновляя поверхность контакта фаз. Продвигаясь с потоком газа вверх, капли жидкости вовлекаются во вращательное движение, образуемое газом, выходящим из третьего яруса турбулизатора. Капли жидкости при этом сепарируются на стекающей пленке под действием центробежных сил. Закрученный газовый поток, освобожденный от капель жидкости, продвигается по высоте контактной трубы, и процесс взаимодействия потоков повторяется. Таким образом, движение газа по высоте в рабочем объеме контактной трубы происходит по зонам: закрученный поток — высокотурбулизированный поток (смен!ение потоков противоположной крутки) — закрученный поток. При этом на выходе из контактной трубы движение газа закрученное, что создает условия для центробежной сепарации жидкости и, следовательно, уменьшает брызгоунос и повышает производительность аппарата.

Применение конического турбулизатора позволяет обеспечить постоянство скорости газа в контактной трубе и, следовательно, равномерность тепломассообмена по высоте.

Поярусное перфорирование прорезями с однонаправленными пластинами, имеющими противоположное направление в соседних ярусах, позволяет значительно турбулизировать газовый поток, что интенсифицирует процесс тепломассообмена.

При этом в аппарате имеются зоны центробежной сепарации, что уменьшает потерю продукта с брызгоуносом, осуществляется организованный отвод продукта посредством теплообменных трубок, что позволяет ис-! пользовать тепло продукта для нагрева поступающего газа и, следовательно, увеличивает полезную поверхность теплообмена в аппарате без увеличения его высоты.

1. Тепломассообмснный аппарат, включающий корпус с контактными трубками, раз1274706

Фиг. Г

Составитель А. Сондор

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Ко р ре кто р Т. Колб

Заказ 6509/4 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мещенными вертикально, внутри которых по всей высоте установлены коаксиально перфорированные турбулизаторы, штуцера подвода и отвода газа и жидкости, отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена и повышения производительности устройства за счет усиления турбулизации газа, увеличения поверхности контакта и уменьшения брызгоуноса, перфорированный турбулизатор выполнен в виде конуса, размещенного вершиной вверх, а перфорация выполнена поярусно в виде прорезей, параллельных образующей турбулизатора, с однонаправленными наружу пластинами, установленными на боковой кромке прорезей, при этом в соседних ярусах направление пластин противоположное.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в нижнем основании контактная труба и турбулизатор жестко соединены кольцевой перегородкой с отверстиями, размещенными равномерно по окружности, в которых установлены теплообменные трубки своим верхним концом, а штуцер подвода газа размещен выше нижнего конца теплообменных трубок.