Контактное устройство для тепломассообменных аппаратов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Мисюля Дмитрий Иванович Боровик Андрей Александрович Протасов Семен Корнеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Контактное устройство для тепломассообменного аппарата, содержащее корпус с барботажным полотном и расположенные соосно ему переливную трубу и диск, отличающееся тем, что диск выполнен с отбортовкой вверх таким образом, что верхний край бортов расположен выше нижнего среза переливной трубы, а под диском установлен ряд параллельных соосных, расположенных одна под одной на определенном расстоянии, кольцевых пластин, образующих с диском усеченный конус, расположенный вершиной вверх и перекрывающий все поперечное сечение корпуса, причем наружный диаметр каждой вышележащей кольцевой пластины больше внутреннего диаметра каждой нижележащей кольцевой пластины, кроме того, нижняя кольцевая пластина образует с корпусом зазор. Изобретение относится к устройствам для контактирования газа (пара) с жидкостью и может быть использовано в качестве контактного устройства для тепломассообменного аппарата в химической, нефтехимической, газовой, пищевой и других отраслях промышленности. 13508 1 2010.08.30 Известно контактное устройство 1, включающее барботажное полотно и переливной карман. В данном устройстве происходит частичное улавливание жидкой фазы, поскольку не перекрывается все проходное сечение аппарата. Кроме того, данная конструкция обладает невысокой эффективностью, так как отсутствует вторая зона контакта фаз. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является тарелка с двумя зонами контакта 2, состоящая из барботажного полотна, переливной трубы и диска. К недостаткам этой конструкции можно отнести повышенный унос жидкости вследствие отсутствия сепарирующего устройства, не происходит рециркуляция жидкости, а также относительно невысокую поверхность контакта фаз из-за слабого диспергирования жидкой фазы. Задачей предлагаемого изобретения является интенсификация процессов тепломассопереноса и расширение диапазона устойчивой работы контактного устройства. Для решения поставленной задачи предлагается конструкция контактного устройства для тепломассообменного аппарата, содержащего корпус с барботажным полотном, соосные ему переливную трубу, диск и кольцевые пластины, которые установлены одна под одной и образуют усеченный конус, расположенный вершиной вверх. Кроме того, между ними образован ряд параллельных зазоров для прохода газовой фазы. Установка кольцевых пластин способствует равномерному распределению жидкости от центра к периферии, при этом осуществляется взаимодействие газа со стекающей по пластинам жидкостью, создавая большую поверхность контакта фаз, что интенсифицирует тепло- и массообмен в целом. Кроме того, пластины, перекрывая все поперечное сечение аппарата, служат каплеотбойником, тем самым снижая унос жидкости. Стекающая пленка жидкости по кольцевым пластинам при взаимодействии с газовым потоком с унесенными каплями снижает унос мелких капель за счет их коагуляции. Усеченный конус направляет жидкость от центра к периферии, что обеспечивает рециркуляцию жидкости в контактном устройстве, за счет чего увеличивается время взаимодействия фаз, что способствует достижению концентраций распределяемого компонента в фазах ближе к равновесным, тем самым интенсифицируя тепло- и массообмен, особенно при процессах абсорбции труднорастворимых газов. Изобретение поясняется чертежом - фигура. На фигуре изображен общий вид контактного устройства для тепломассообменного аппарата. Контактное устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с барботажным полотном 2, переливную трубу 3, диск 4 и ряд параллельных соосных кольцевых пластин 5, образующих с диском 4 усеченный конус, расположеный вершиной вверх и перекрывающий все поперечное сечение аппарата. Причем между диском 4 и пластинами 5 образованы кольцевые зазоры для прохода газожидкостного потока. Кроме того, между нижней кольцевой пластиной и корпусом аппарата 1 образован зазор. Контактное устройство для тепломассообменного аппарата работает следующим образом. Жидкость, после контакта с газом на барботажном полотне, поступает по переливной трубе через верхний край диска на верхнюю пластину, а затем, переливаясь с пластины на пластину, перемещается к внутренней поверхности корпуса, взаимодействуя с газом, поступающим с нижележащего барботажного полотна. Газовая фаза с унесенной жидкостью с нижележащего барботажного полотна поступает в конус и, проходя через зазоры между кольцевыми пластинами, взаимодействует со стекающей по ним жидкостью, а затем дробит ее на капли, которые под действием инерционных сил отбрасываются на внутреннюю поверхность корпуса, образуя пленку жидкости, стекающую через кольцевой зазор на барботажное полотно нижележащей контактной ступени. Далее, газ на выходе из зазоров поворачивается на 90 и поступает на барботажное полотно, где опять контактирует с жидкостью. 13508 1 2010.08.30 Установка одной под одной кольцевых пластин таким образом, что наружный диаметр каждой вышележащей пластины больше внутреннего диаметра каждой нижележащей пластины, образующих с диском усеченный конус, расположенный вершиной вверх и перекрывающий все поперечное сечение аппарата, позволяет снизить унос жидкости примерно в 1,5 раза, увеличить пропускную способность по газовой фазе и расширить диапазон устойчивой работы на 50 . Рециркуляция жидкости в контактном устройстве увеличивает время контактирования газовой и жидкой фаз, что интенсифицирует массообмен на 10 . Изобретение может быть использовано для тепломассообменных процессов на предприятиях ОАО Крион г. Минск, РУП Белмедпрепараты г. Минск, ОАО Химволокно г. Могилев, ОАО Химволокно г. Светлогорск, ПО Азот г. Гродно, ОАО Нафтан г. Новополоцк, ОАО МНПЗ г. Мозырь и других предприятиях химической промышленности, где используются тепломассообменные аппараты. Источники информации 1. Рабинович Г.Г. и др. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки Справочник / Под ред. Е.Н. Судакова.- 3-е изд., перераб. и доп. - М. Химия, 1979. - С. 259. 2. Рамм В.М. Абсорбция газов. Изд. 2-е, перераб. и доп.- М. Химия, 1976. - С. 435 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3