Вихревой тепломассообменный аппарат — SU 1655532 (original) (raw)
)г фд ,ц (, .Г,д 1, -у-,дЯ 1 .А сЯ;.,103/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРС КОМ ИДЕТЕЛЬСТВ гическии интов, А.Ф.М(54) ВИХРЕВОЙ ТЕПЛОМНЫЙ АППАРАТ(57) Изобретение может найтв различных производствамикробиологической, нефтян 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 тепломассообмена 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 полостьюдля 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 навитой 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, когдапатрубок выполнен в виде навитой трубы, (Л полость которой сообщена с теплоносите- (Я лем); на фиг. 6- то же, вид сверху. (ЛАппарат состоит из корпуса 1, тарелки 2, контактных патрубков З,.отбойника 4, за вихрителя 5 потока, переливных трубок 6, коллекторов подвода 7 и отвода 8 теплоносителя,Контактный патрубок выполнен с двой- д ной 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, 16555325 10 15 20 30 содержащий окислы азота, поступает под тарелкой 2 в тагненциальные сопла завихрителя 5 потока, а жидкость (сорбент-вода) поступает на тарелку через переливнце 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 пэтрубка.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 патрубкэ позволяет максимально интенсифицировать процесс массообмена и уменьшить величину уноса жидкой фазы из контактного устройства. Жидкость, находящаяся нэ тарелке, многократно циркулирует в вихревом контактном устройстве, абсорбируется, а затем по переливным трубкам стекает на никелекащие ступени, работа которь 1 х 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 интенсивную 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 фэз, 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 тепломэссообмена 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 тепломэссообменэ 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 й 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.2, Аппарат по и, , о т л и ч а ю щ и й с к трубы, полост; которой сообщена с теплотем, цто патрубок выполнен а виде навитой носителем,1655532 СоставительА. СондорТехред М,Моргентал рректор А.Осауленко Синягин еда Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 2301 Тираж 438 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5