Контактний пристрій відцентрового тепломасообмінного апарата

1 Контактний пристрій відцентрового тепломасообмінного апарата, що виконаний з горизонтальних дископодібних пластин і вертикальних тангенціальних перегородок, який відрізняється тим, що зібрані в пакет горизонтальні дископодібні пластини виконані перфорованими і розділені між собою тангенціальними перегородками, установленими під кутом 0-17° до дотичної окружності внутрішнього центрального отвору горизонтальної дископодібної пластини і забезпечені вікнамипросічками, площа перерізу яких складає 20-50 % від загальної площі тангенціальної перегородки 2 Пристрій по п 1, який відрізняється тим, що канали для протитечійного проходження контактуючих середовищ, які утворюються тангенціальними перегородками, мають форму, що додає рідині значне прискорення в напрямку обертання 3 Пристрій по пп 1, 2, який відрізняється тим, що виконаний з матеріалу, що може змочуватися рідиною Винахід відноситься до елементів відцентрових тепломасообміних апаратів і призначений для здійснення тепломасообміних процесів, які здійснюються у відцентровому полі Відомий контактний пристрій [патент Великобританії № 757149 кл 55(2), 1956 р ] , який виконано з гофрованих горизонтальних пластин і він працює в такий спосіб Рідина, подана усередину контактного пристрою під дією відцентрового поля, що збуджується обертанням ротора, проходить по гофрованих пластинах радіальне назовні При цьому гофри відіграють роль турбулізаторів, як для рідини, так і для газової фази, що йде назустріч Горизонтальні пластини виконуються з тканої металевої сітки і з листового матеріалу Недоліками цього пристрою є - малий вільний об'єм, що призводить до неможливості використання цієї конструкції контактного пристрою в роботі з промислове забрудненими середами, тому що існує небезпека залипання або засмічення простору між пластинами, - обмежений діапазон роботи з в'язкими рідинами, що призводить до «захлинання» апарата при незначних навантаженнях Найбільш близьким по технічній сутності і результату, який досягається, до об'єкта, що заявляється, є конструкція контактного пристрою типу «лопатне колесо» [Н Brauer «Stoffaustausch Maschinen» «Chem -Ing -Tech», № 58, 1986 p crop 103, мал 14], що складається з двох розміщених паралельно кругових дисків, між якими передбачені лапасті, вигнуті на зразок спіралі Недоліками цього пристрою є - нерівномірний розподіл рідини по висоті лопатного колеса, що призводить до неповного використання контактної поверхні, - підвищене бризквіднесення за рахунок можливості вільного витання капель Задачею даного винаходу є підвищення продуктивності й ефективності тепломасообміну за рахунок збільшення поверхні контакту фаз, а також можливість застосування пристрою для роботи з забрудненими рідинами і в'язкими середами Для рішення поставленої задачі контактний пристрій, виконаний з горизонтальних дископодібних пластин і вертикальних тангенціальних перегородок, згідно винаходу зібрані в пакет горизонтальні дископодібні пластин виконані перфорованими і розділені між собою тангенціальними перегородками, установленими під кутом 0 - 17° до дотичної окружності внутрішнього центрального отвору горизонтальної дископодібної пластини і забезпечені вікнами-просічками, площа перетину яких складає 20 - 50% від загальної площі тангенціальної перегородки, також канали для протиточного проходження контактуючих середо 00 ^ со ю 53498 вищ, які утворюються тангенціальними перегородками мають форму, яка додає рідини значне прискорення в напрямку обертання, крім того, контактний пристрій виконаний матеріалу, що може змочуватися рідиною Фіг 1 - загальний вид відцентрового тепломасообміного апарата в якому використовується даний контактний пристрій Фіг 2 - контактний пристрій (вид зверху) Фіг 3 - конструкція тангенціальної перегородки Контактний пристрій 1 поміщається в перфорований ротор 2, розташований у корпусі 3 відцентрового тепломасообміного апарату (Фіг1) Перфорований ротор 2 установлений на консольному валу 4 В апараті передбачений розподільний пристрій 5 Корпус 3 забезпечений штуцером уведення газової фази 6, штуцером відводу рідкої фази 7, осьовою трубою 8 і патрубком відводу запірної рідини 9 Перфорований ротор 2 ущільнюється рідинними ущільненнями 10 Контактний пристрій 1 (фіг 2) складається з перфорованих горизонтальних дископодібних пластин 11, між якими встановлені тангенціальні перегородки 12 під кутом 0 -17° до дотичної окружності внутрішнього центрального отвору горизонтальної дископодібної пластини 11 Тангенціальна перегородка 12 складається з вікон-просічок 13 і лопатей 14 (фіг 3) Загальна площа вікон-просічок 13 складає від 20 до 50% площі всієї тангенціальної перегородки 12 Тангенціальна перегородка кріпиться до горизонтального дископодібної пластині 11 за допомогою зварювання, для чого передбачені полки 15 Тангенціальні перегородки є турбулізаторами і рівномірно розподілені у всьому просторі контактного пристрою 1 Кілька контактних пристроїв 1 можуть розміщатися один над іншим, утворюючи збірний блок, що встановлюється в більший по висоті ротор Контактний пристрій працює в такий спосіб Газова фаза подається в апарат через штуцер 6 і надходить на периферію ротора 2 Рідка фаза, що обробляється, надходить в апарат через розподільний пристрій 5 на внутрішню поверхню контактного пристрою 1 При подачі зрошення на контактний пристрій 1 ущільнення 10 наповняються запірною рідиною, що являє собою оброблений продукт Запірна рідина утримується в ущільненнях 10 відцентровою силою, що розвивається за рахунок обертання перфорованого ротора 2 Стиснуте кільце рідини в ущільненні 10 запобігає пряме проходження газу з труби 6 у трубу 8 і проходження в атмосферу по валу Надлишок замикаючої рідини скидається в корпус апарата і відводиться через патрубок 9 Газова фаза рухається радіальне від периферії до центра ротора 2 через контактний пристрій 1 і, пройшовши його, відводиться через осьову трубу 8 Рідина у виді тонких турбулентних плівок і капель протікає з великою швидкістю крізь контактний пристрій 1, де взаємодіє з газом, що рухається протиточно За рахунок обертання ротора 2 на рідину діють високі відцентрові прискорення в радіальному напрямку Краплі, що утворяться на гострих крайках вікон-просічок 13 у тангенціальних перегородках 12, злітають майже радіальне назовні і потрапляють на сусідню лопать Вікнапросічки 13 у двох сусідніх перегородках виконані таким чином, що напроти них знаходиться лопать 14 і, таким чином, при обертанні, краплі, що зриваються з гострих крайок лопатей у вікно, підхоплюються наступною лопатою Під впливом коалесценції з крапель утвориться рідинна плівка, що під дією відцентрової сили стікає до наступного прорізу, де знову розпорошується Крім того, рідина перерозподіляється як по усій висоті контактного пристрою, так і по горизонтальній площині на різних рівнях При цьому канали, утворені тангенціальними перегородками 12 дозволяють створювати велику поверхню контакту фаз і умови для и періодичного відновлення У контактному пристрої 1 газ проходить уздовж каналів, обмежених тангенціальними перегородками 12 і горизонтальними дископодібними пластинами 11, тобто газ проходить через ряд осередків, у яких рідина у виді турбулентних плівок і крапель розподіляється в горизонтальному і вертикальному напрямках, у результаті чого відбувається ефективний контакт між фазами При великих швидкостях газу останній впливає на траєкторію руху крапель і плівок, ВІДПОВІДНО продовжуючи газорідинний контакт З метою повного завантаження контактного пристрою 1 і виключення «мертвих зон» тангенціальні перегородки 12 розсікають усю поверхню фазової взаємодії на однакові ділянки, тобто виконується задача рівномірного розподілу масового потоку в одиниці об'єму, що у свою чергу веде-до збільшення ефективності тепломасопереноса Тангенціальні перегородки 12 є основними елементами, призначеними для взаємного перемішування і турбулізації фаз, тому в залежності від в'язкостях характеристик продукту, що переробляється, кут повороту лопатей складає 0 - 1 7 ° Проведені дослідження вказують нате, що більш в'язкі рідини доцільно переробляти при більшому куті повороту Вікна-просічки 13 у тангенціальних перегородках 12 служать як для збільшення вільного об'єму контактного пристрою, так і для перерозподілу газу і рідини не тільки по лопатях 13, але й у радіальному напрямку Вікна-просічки 13 у тангенціальних перегородках 12 виконані таким чином, що контактний пристрій 1 у цілому являє собою горизонтальні дископодібні пластини 11 розділені вертикальними лопатями і, ВІДПОВІДНО, складається з великого числа паралельних і послідовних массобмінних елементів Контактний пристрій відповідає вимогам, що пред'являються до контактних пристроїв швидкісних відцентрових тепломасобміних апаратів механічна МІЦНІСТЬ, корозійна СТІЙКІСТЬ, розвита питома поверхня, великий вільний об'єм Також запропонована конструкція дозволяє переробляти забруднені середовища і не вимагає попереднього очищення сировини Використання даного пристрою при проведенні тепломасообміних процесів значно підвищить продуктивність і ефективність тепломасообміна за рахунок рівномірного розподілу і турбулізації контактуючих фаз, збільшення поверхні контакту 5 53498 6 Контактний пристрій як елемент відцентрового суміжній галузях промисловості для проведення тепломасообміного апарата може знайти застосупроцесів абсорбції, десорбції, ректифікації й екствання в ХІМІЧНІЙ, нафтохімічній, фармацевтичній і ракцм Рідина 12 42.-5Г Фіг І. Фіг 2 15 Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24