Тепломассообменный аппарат

 

Использование: для очистки газов от твердых и газообразных примесей. Сущность изобретения: аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для газа, патрубками 4 и 5 для жидкости, вертикальные перегородки 6, разделяющие корпус на перегородки 7, 8 и 9, наклонные контактные каналы 10, укрепленные к окнам 11 перегородок 6. Перегородки 6 выполнены цилиндрическими . Каналы 10 образованы коническими обечайками. Полость каналов 10 снабжена вертикальными перфорированными перегородками, направленными под острым углом к окружности обечаек. Входной патрубок 2 установлен тангенциально . Заслонка снабжена лопатками, подвешена посредством роликов на наклонных пластинах и соединена возвратной пружиной с перегородкой 6. При подаче через патрубок 2 газ закручивается , сепарируется от твердых включений, при своем входе в канал 10 орошается жидкостью, истекающей из щелей , проходит контактный канал с последующей сепарацией от жидкости с примесями, затем снова входит в контактный канал следующей камеры. 2 з п ф-лы, 4 ил. N Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 53/18, 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ilO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876079/26 (22) 22.10.90 (46) 15.09,92. Бюл, ¹ 34 (71) Воронежский инженерно-строительный институт (72) И.И.Полосин, B,Е.Тройнин, М.В.Поздняков и Ю.В,Тройнина (56) Авторское свидетельство СССР

¹575117,,кл. В 01 D 47/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1433481, кл, В 01 D 47/02, 1988. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Использование: для очистки газов от твердых и газообразных примесей. Сущность изобретения: аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для газа, патрубками 4 и 5 для жидкости, вертикальные перегородки 6, разделяющие корпус на перегородки 7, 8 и 9, наклонные контактные

Изобретение относится к аппаратам для проведения процессов тепло- и массообмена, в частности для процессов абсорбции газов жидкими абсорбентами, а также для проведения процессов пылеулавливания и может быть использовано в машиностроительной, химической, энергетической и других отраслях, Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус с патрубками для газа и жидкости, установленные попарно в одной плоскости и делящие аппарат на камеры верхние и нижние вертикальные перегородки, образующие размещенные на повышающихся по ходу газа уровнях канала для прохода взаимодействующих фаз. Ы 1761233 А1 каналы 10, укрепленные к окнам 11 перегородок 6. Перегородки 6 выполнены цилиндрическими. Каналы 10 образованы коническими обечайками. Полость каналов

10 снабжена вертикальными перфорированными перегородками, направленными под острым углом к окружности обечаек.

Входной патрубок 2 установлен тангенциально, Заслонка снабжена лопатками, подвешена посредством роликов на наклонных пластинах и соединена возвратной пружиной с перегородкой 6. При подаче через патрубок 2 газ закручивается, сепарируется от твердых включений, при своем входе в канал

10 орошается жидкостью, истекающей из щелей, проходит контактный канал с последующей сепарацией от жидкости с примесями, затем снова входит в контактный канал следующей камеры, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Недостатком устройства является малая интенсивность массообмена из-за одинакового направления движения фаз и малой степени диспергации жидкости.

Наиболее близким известным техническим решением по своей сущности и достигаемому эффекту является тепломассообменный аппарат, включающий корпус с входным и выходным патрубками для газа и жидкости, вертикальные перегородки, разделяющие корпус на камеры, наклонные контактные каналы, верхняя часть которых размещена над уровнем жидкости, а нижняя укреплена к выполненному в перегородке входному окну, нижняя кромка которого установлена на уровне жидкости, размещенная над указанным окном щель в

1761233 перегородке для подачи жидкости на орошение, снабженная заслонкой с приводом, средство для регулировки уровня жидкости в камерах, В известном аппарате из-за организации противоточного движения фаз несколько повышается качество очистки газа, однако степень его очистки остается всс же недостаточной иэ-за низкой диспергации жидкости в контактных каналах и отсутствия предварительной сепарации газа от твердых примесей (пыли перед входом в контактные каналы). При этом положение заслонки, регулирующей подачу жидкости во входную часть каналов, устанавливается вручную в процессе настройки аппарата с помощью тяг, снабженных регулировочным винтом, Однако, при изменениях расхода газа в процессе работы аппарата расход жидкости на орошение не соответствует оптимальным значениям, T.ê, он будет постоянным, что не обеспечивает требуемого качества очистки газа и приводит к повышенному расходу жидкости.

Цель предполагаемого изобретения— повышение эффективности очистки газа.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемом тепломассообменном аппарате, включающем корпус с входным и выходным патрубками для газа и жидкости, вертикальные перегородки, разделяющие корпус на камеры, сообщенные между собой посредством наклонных контактных каналов, образованных элементами, закрепленными на вертикальных перегородках друг над другом по краям входных окон, выполненных на уровне выходных частей наклонных KoHTBKTHblx каналов, расположен н ых в предыдущих камерах в направлении движения газа, при этом над входными окнами выполнены щели с приводными заслонками, а также средство для регулирования уровня жидкости в камерах, согласно изобретению, вертикальные перегородки выполнены цилиндрическими и коаксиально установлены в корпусе аналогичной формы, а элементы, образующие наклонные контактные каналы, выполнены в виде конических обечаек с прикрепленными к их образующим под острым углом разделительными вертикальными пластинами, расположенными в полостях наклонных контактных каналов, при этом входной патрубок для газа установлен на корпусе тангенциально, а заслонки выполнены кольцеообраэными и установлены с возможностью поворота и вертикального перемещения. Целесообразно, чтобы размещенные в полостях наклонных контактных каналов разделительные

40 патками 17 и подвешена посредством роли45

55

25 вертикальные пластины были выполнены перфорированными, а привод заслонки — e виде лопаток, смонтированных на наружной боковой поверхности заслонок, подпружиненных относительно вертикальных перегородок и подвешенных посредством роликов на наклонных направляющих к упомянутым перегородкам.

На фиг.1 изображена схема заявленного аппарата; на флг.2 — сечение А-А; на фиг,3 — узел 1; на фиг.4 — разрез Б-Б.

Тепломассообменный аппарат содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3 для газа, входным и выходными патрубками 4 и 5 для жидкости, вертикальные перегородки 6, разделяющие корпус на камеры 7., 8, 9, наклонные контактные каналы 10, Верхняя часть каналов 10 размещена над уровнем жидкости, а нижняя укреплена к окну 11 перегородками 6. Нижняя кромка окна 11 установлена на уровне жидкости.

Над окном 11 размещена в перегородке 6 щель 12 для подачи жидкости на орошение.

Щель 12 снабжена заслонкой 13. Перегородки 6 выполнены цилиндрическими и соосно установлены в корпусе, Контактные каналы 10 образованы соосно укрепленными друг над другом коническими обечайками 14 и 15. Полость каналов 10 снабжена разделительными вертикальными пластинами 16, направленными под острым углом к образующим окружностям обечаек 14 и 15, Входной патрубок 2 установлен тангенциально, Целесообразно, чтобы пластины 16 каналов 10 были выполнены перфорированными, Целесообразно также, чтобы заслонка 13 была выполнена кольцеобразной, установлена с возможностью поворота и вертикального перемещения, снабжена локов 18 на наклонных к горизонтам направляющих 19, укрепленных к перегородке 6. При этом перегородка 6 должна быть связана с заслонкой 13 посредством возвратной пружины 20, Корпус 1 снабжен средством для регулировки уровня жидкости в камерах 7, 8 9 в виде трубчатого кол лектора 21 с патрубками 22. и запорными вентилями 23.

Верхняя часть камеры 9 снабжена каплеуловителем 24, Тепломассообменный аппарат работает следующим образом, Загрязненный газ через патрубок 2 тангенциально вводится в камеру 7 и приобретает вращательное движение, в результате чего твердые включения под действием центробежных сил сепарируются и связываются жидкостью.

Вращающийся поток газа закручивает жидкость в камере 7 за счет трения с ее повер1761233

10 ! 5 хностью и входит в канал 10, дробясь пластинами 16 и подхватывая часть жидкости в виде пленок и капель с камеры 7 с последующей диспергэцией ее в канале 10. Одновременно жидкость, вытекающая через щель 12 пересекает поток газа, диспергируется и увлекается газом в канал 10, Так как пластины 16 по ходу движения газожидкостной смеси сужаются, образуя конфузор, то поток газа так же сужается с увеличением скорости, что обеспечивает интенсивный фазообмен.

Так как пластины 16 направлены под острым углом к образующим окружностям

14 и 15, то газожидкостная смесь приобретает дополнительное движение при выходе из каналов 10, что обеспечивает интенсивную сепарацию жидкости с продуктами очистки s камере 8. Одновременно с этим поток газа закручивает жидкость в камере 8, частично подхвэтыьаст ее и увлекает в каналы

10 камеры 9, При этом жидкость через щели

12 переливается из камеры 9 в камеру 8 и подхватывается потоком газожидкостной смеси с диспергацией в канале 10, Закрученный газожидкостный поток при выходе из канала 10 в камере 9 сепарируется, очищенный газ проходит через каплеуловитель

24 и через пэтрубок 3 направляется потребителю.

В случае выполнения пластин 16 перфорированными часть газожидкостной смеси из-за влияния центробежных сил пересекает перфорацию этих перегородок, что дополнительно увеличивает фазообмен, При увеличении расхода газа увеличивается скорость его вращения в камерах 7, 8 и 9 с увеличением напора на лопатки 17, вследствие чего заслонка 13 поворачивается вокруг своей оси (оси аппарата) и приподнимается вверх за счет подьема ролика 18 по наклонной плоскости направляющей 19. При этом пружина 20 растягивается, а высота щели 12 увеличивается, что повышает расходжидкости на орошение газа, входящего в каналы

10.

При уменьшении расхода газа пружина

20 сжимается и перемещает ролик 18 вместе с заслонкой 13 вниз по наклонной направляющей 19, что уменьшает расход жидкости на орошение, Таким образом обеспечивается автоматическая регулировка расхода жидкости на орошение в зависимости от расхода газа.

Технико-экономическая эффективность предложенного аппарата по сравнению с прототипом (а.с. N 1433481) заключается в повышении качества очистки газа на 12—

17% за счет использования центробежных сил для предварительной очистки газа пе20

55 ред входом в контактные каналы, а так же за счет интенсификации фазообмена B контактных каналах.

Дальнейшее повышение качества очистки достигается за счет выполнения пластин в каналах перфорированными, что обеспечивает перетекание части газожидкостной смеси через перфорацию перегородок в другие участки канала под действием инерционных сил и соответствующее повышение интенсивности фазообмена.

Установка заслонки с возможностью автоматического регулирования расхода жидкости на орошение з зависимости ат расхода газа позволит дополнительно повысить качество очистки газа и снизить расход жидкости в 1,2 — 1,3 раза.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, вклю;эющий корпус с входнь м и выходным пгтрубками для газа и .кидкосп.. вертйкальные пере-ородки, разделяющие корпус на камеры, сообщенные между собой посредством наклонных контактных каналов, обоазованных элементами, закрепленными на вертикальных перегородках друг над другом по краям входнь х окон, выполненных íà урс не выходных частей наклонных контактнь.: каналов, расположенных в предыдущих камерах в направлении движения газа, при этом над входными окнами выполнены щели для подачи жидкости на орошение с приводными заслонками, а также средство для регулирования уровня жидкости в камерах, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки газа, вертикальные перегородки выполнены цилиндрическими и коаксиально установлены в корпусе аналогичной формы, а элементы, образующие наклонные контактные каналы, выполнены в виде конических обечаек, прикреплены к их образующим под острым углом разделительными вертикальными пластинами, расположенными в полостях наклонных контактных каналов, при этом входной патрубок для газа установлен на корпусе тангенциально, а заслонки выполнены кольцеообразными и установлены с возможностью поворота и вертикального перемещения, 2, Аппарат по п.1, отличающийся тем, что размещенные в полостях наклонных контактных каналов разделительные вертикальные пластины выполнены перфорирован н ы ми.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что привод заслонок выполнен в виде лопаток, смонтированных на наружной боковой поверхности заслонок, подпружинен1761233 ных относительно вертикальных перегородок и подвешенных посредством роликов на наклонных направляющих, прикрепленных к упомянутым перегородкам.

1761233

Составитель И. Полосин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И. Шулла

Редактор

Заказ 3208 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