Промыватель

 

Изобретение может быть использовано для проведения процессов тепломассообмена , в частности абсорбции, а также мокрой очистки газов от механических и газообразных примесей, и позволяет интенсифицировать процесс . Промыватель содержит распределитель жидкости, выполненный в виде, цилиндрической камеры 4, ограниченной снизу конусным обтекателем 5 и сверху - переходником 6. Переходник имеет форму усеченного конуса, расположенног о вершиной вверх. На боковой поверхности камеры 4, обтекателя 5 и переходника 6 выполнены сквозные зигзагообразные равноширокие однонаправпрорези 7. С к корпусу размещен отражатель 9, охватывающий ци:п1ндрическую камеру, выполненный с зигзагообразным профилем и снабженный в верхней части конфузором. Патрубок подвода газа 2 размещен тангенциально и ориентирован по направлению прорезей 7, отражатель выполнен из раппобоких уголков из гидрофобного материала. Пространственные пленки жидкости, создаваемые распределителем 11, создают при прохождении газа развитую поверхность контакта фаз. Зз.п. ф-лы, 1 ил. ю (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Q (19) (11) А1 (51) 4 В 01 П 47/06 т.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4121489/23-26 (22) 19.09.86 (46) 15.02.88. Вюл. 1(6 (71) Гродненское производственное объединение "Азот" им.С.О.Притыцкого (72) А.А.Лакомкин (53) 621.928.97(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 858885, кл. В 01 D 45/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

11 634767, кл. В 01 D 53/18, 1975. (54) ПРОМЫВАТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано для проведения процессов тепломассообмена, в частности абсорбции, а также мокрой очистки газов от механических и газообразных примесей, и позволяет интенсифицировать процесс. Промыватель содержит распределитель жидкости, выполненный в виде. цилиндрической камеры 4, ограниченной снизу конусным обтекателем 5 и сверху — переходником 6. Переходник имеет форму усеченного конуса, расположенного вершиной вверх. Па боковой поверхности камеры 4, обтекателя 5 и переходника 6 выполнены сквозные зигзагообразные равноширокие однонаправленные прорези 7. С зазором к корпусу размещен отражатель 9, охватывающий цилиндрическую камеру, выполненный с зигзагообразным профилем и снабженный в верхней части конфузором. Патрубак подвода газа 2 размещен тангенциально и ориентирован по направлению прорезей 7, отражатель выполнен из равпобоких уголков из гидрофобного материала. Пространственные пленки жидкости, создаваемые распределителем

11, создают при прохождении газа развитую поверхность контакта фаз. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1373423

Изобретение относится к аппаратам для проведения процессов тепломассообмена, в частности абсорбции, а также мокрой очистки газов от механичес5 ких и газообразных примесей, и может быть йспольэовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности, Цель изобретения — интенсификация 10 процесса (массообмена) путем увеличения поверхности контакта фаэ.

На чертеже показан промыватель, продольный разрез.

Промыватель включает корпус 1 с 15 патрубком 2 подвода газа, размещенным тангенциально к корпусу, и патрубком

3 подвода жидкости. Внутри корпуса соосно установлен распределитель жидкости, содержащий цилиндрическую ка- 20 меру 4, ограниченную снизу конусным обтекателем 5, а сверху — кольцевым коническим переходником 6, размещенным вершиной вверх и жестко соединенным с патрубком 3 подвода жидкости. 25

На поверхности распределителя выполнены сквозные равноширокие зигзагообразные однонаправленные прорези 7, причем направление прорезей 7 ориентировано по направлению крутки, соэ- 30 даваемой патрубком 2. С зазором 8 к корпусу 1 размещен отражатель 9, который выполнен с зигзагообразным профилем в виде равнобоких уголков

10 из гидрофобного.материала. Отражатель 9 охватывает по высоте камеру 4 распределителя 11 жидкости и снабжен в верхнем конце конфузором 12.

Промыватель работает следующим образом. 40

Газ, загрязненный газообразными или механическими примесями, поступает в устройство через патрубок 2.

Вследствие тангенциального размещения патрубка 2 происходит закрутка потока45 внутри корпуса 1 с образованием высокотурбулизированного ядра потока, что характеризует наличие активного гидродинамического состояния газа для осуществления процессов взаимодействия в системе газ — жидкость. Подни50 маясь по высоте устройства, турбулизированный загрязненный газ взаимодействует с пленочным конусным завихрителем (пространственными нисходящими пленками жидкости), создаваемым

55 однонаправленными прорезями 7, размещенными на поверхности конусного обтекателя 5. Благодаря тому, что прорези 7 имеют зигзагообразный профиль, такой же профиль имеют и образующиеся пленки, что увеличивает поверхность контакта газа и жидкости, и при вэаимодействии высокотурбулизированного газового потока с зигзагообразной жидкостной пленкой массообмен интенсифицируется вследствие снижения диффузионного сопротивления массопередачи путем разрушения пограничного слоя на поверхностной границе раздела фаз турбулентными пульсациями газа. 3а счет того, что прорези 7 ориентированы по направлению крутки, создаваемой патрубком 2, газ дополнительно подкручивается в пленочном завихрителе и, следовательно, сохраняет высокотурбулиэированное состояние. После прохождения пленочного конусного завихрителя гаэ входит в пространство, образованное цилиндрической камерой

4 распределителя жидкости и отражателем 9. При этом турбулизированный гаэ пересекают высокоскоростные капли жидкости в различных направлениях, что приводит к дополнительному турбулиэированному перемешиванию газа диспергированной жидкостью и значительно интенсифицирует процессы межфаэного обмена. При этом крупные капли жидкости падают под давлением тяжести в нижнюю часть устройства, контактируя с газом на всем пути падения, мелкие капли увлекаются газовым потоком в восходящее движение. Далее гаэ с каплями жидкости проходит пленочный осевой завихритель (пространственные горизонтальные пленки жидкости зигзагообразного профиля), создаваемый сквозными прорезями 7 на поверхности цилиндрической камеры 4 распределителя жидкости. При этом происходит взаимодействие газа с пленками жидкости, сопровождающееся процессами массообмена и закруткой потока в прежнем направлении. Пленки жидкости, образуемые цилиндрической камерой 4, взаимодействуют с отражателем 9, в результате чего происходит каплеобразование, что резко увеличивает поверхность контакта фаэ, при этом образовавшиеся капли движутся со значительной скоростью, что интенсифицирует массообмен за счет уменьшения величины пограничного слоя газа на поверхности раздела фаз, определяющего сопротивление массопередачи. Благодаря тому, что отражатель

1373423

9 выполнен зигзагообразного профиля и в виде раннобоких уголков, происходит такое с>тражение пленок жидкости, что образовавшиеся капли движутся

5 в разных направлениях, что позволяет рационально заполнить каплями зону интенсивного капельного массообмена.

Выполнение отражателя 9 из гидрофобного материала устраняет растекание пленок по поверхности отражателя 9 и обеспечивает полное дробление пространственных пленок на капли, что способствует увеличению поверхности контакта фаз. Благодаря тому, что от-15 ражатель 9 охватывает цилиндрическую камеру 4 распределителя жидкости, происходит локализация зоны массообмена на каплях в активном гидродинамическом режиме контакта фаз, физически выражающегося в том, что в этой зоне образуется плотная "упаковка" капель, в результате чего влияние капель на процесс массообмена становится взаимообусловленным (т.е. капля в своем движении турбулизирует пограничный слой другой капли, уменьшая его толщину и, тем самым, повышая эффективность массообмена этой капли, и такое же воздействие испытывает на себе со стороны других капель) и интенсифицированным. После прохождения пленочного завихрителя, образуемого цилиндрической камерой 4, газокапельный поток закручивается В прежнем направлении и пересека>стс>1

ВнОВь ВысОкОскОрОстпы;1и каплями жидкости, разлетающимися от отражателя

9. Проходя зону конфузора 12, газожидкостный потск ускоряется и нате40 кает на жидкостный завихритель-сепаратор, образованный прорезями 7, размещенными на кольцевом переходнике 6.

Благодаря тому, что кольцевой переходник 6 выполнен конусным с верши45 ной, направленной вверх, образуется жидкостный конусный завихритель оптимальной ориентации. Благодаря наличию конфузора 10 газокапепьный поток проходит через жидкостный завихрительсепаратор в зоне наиболее близкого размещения пространственных пленок с развитой поверхностью контакта фаз, что обеспечивает инерционное высокоэффективное осаждение капель жидкости на пленках сепаратора с последующей 55 транспортировкой капель в составе пленок завихрителя на корпус 1 устройства. При этом имеет место косой удар пленок о корпус 1, что не сопроВождается дроблением жидкости на капли, а происходит гравитационное стекание отсепарированных капель пленок жидкости по корпусу 1. При этом в зоне между корпусом 1 и конфузором образуется гидрозатвор, откуда жидкость дренируется вниз благодаря тому, что отражатель 9 размещен на расстоянии (8) от корпуса 1. После прохождения жидкостного завихрителя-сепаратора газ, освобожденный от капельной жидкости и загрязнений, покидает устройство.

Основные преимущества предлагаемого устройства заключаются в том,что газ находится в активном гидродинамическом состоянии в течение всего времени его пребывания в устройстве, что существенно снижает сопротивлеьч1е массопередачи, сосредоточенное

В газовой фазе. При этом организован контакт "активированного газа с жидкостью, находящейся не только в пленочном, но и в капельном состоянии, что существенно увеличивает поверхность контакта и интенсифицирует массообмен.

Выполнение прорезей равноширокими

Обеспечивает одинаковую скорость жидкости на выходе из прорезей, при этом

Обеспеч11вается дробление струй, вытекающих из прорезей камеры распределителя, о корпус устройства. Поскольку траектория именно этих струй кратчайшая и энергия этих струй наиболее полно расходуется на образование новой высокоразвитой поверхности контакта фаз в виде капель, существенно увеличивается поверхность массообмена.

Выполнение отражателя с зигзагообразным профилем в виде равнобокого уголка позволяет организовать симметри гное распределение капель, образующихся при дроблении струй, в верхнюю и нижнюю зоны устройства, что позволяет более рационально заполнить рабочий объем устройства для контакта фаз. Отражатель выполнен из гидрофобного материала, что устраняет растекание струй по поверхности отражателя и обеспечивает полное дробление струй жидкости на капли, чем существенно увеличивается поверхность контакта фаз.

1373423

Составитель О.Беккер

Редактор А.Маковская Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова

Заказ 524/5 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения

1. Промыватель, включающий корпус с патрубками подвода газа и жидкости, установленный внутри и соосно распределитель жидкости, содержащий цилиндрическую камеру с однонаправленными сквозными прорезями на боковой поверхности, ограниченную конусным обтекателем снизу, и сообщенный с патрубком подвода жидкости, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса эа счет увеличения поверхности контакта фаз, он снабжен конусообразным переходником, размещенным вершиной вверх между цилиндрической камерой и патрубком подвода жидкости, и отражателем, расположенным с зазором к корпусу, охваты-20 вающим по высоте цилиндрическую камеру распределителя жидкости, выполненным с зигзагообразным профилем и конфуэором на верхнем конце, а сквозные прорези выполнены зигзагообразными и размещены на поверхности обтекателя и переходника.

2. Промыватель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что прорези на распределителе жидкости выполнены равноширокими и однонаправленными, 3. Промыватель по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что патрубок подвода газа размещен тангенциально к корпусу и ориентирован по направлению прорезей распределителя жидкости.

4 ° Промыватель по пп.1 — 3, о т л и ч а ю шийся тем, что зигзагообразный профиль отражателя выполнен в виде равнобоких уголков, при этом отражатель выполнен иэ гидрофобного материала.