Масообмінний апарат

Реферат: Винахід належить до масообмінних апаратів для системи газ (пара)-рідина і може бути використаний для розділення газових сумішей або очищення газів від газоподібних домішок, рідких та твердих аерозолів, а також рідин від розчинених летких домішок в хімічній, нафтохімічній та інших суміжних галузях промисловості. Масообмінний апарат містить горизонтальний корпус, оснащений торцевими кришками, патрубками для введення і виведення газу та рідини, і днище, виконане у вигляді двох пластин, між якими розміщено жолоб для рідини, над яким розташований повздовжній вал з ківшеподібними диспергаторами. Перша за напрямком обертання диспергаторів пластина днища встановлена під кутом 30…45°, друга - 1…5° відносно рівня рідини, а повздовжній вал і жолоб зміщено від середини корпусу до першої пластини на 0,5…1 радіуса обертання диспергаторів. Технічний результат полягає у інтенсифікації масообміну між газом та рідиною, покращенні технологічних показників роботи масообмінного апарата, зниженні питомих енергетичних витрат процесу диспергування рідини. UA 109946 C2 (12) UA 109946 C2 UA 109946 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до масообмінних апаратів для системи газ (пара)-рідина і може бути використаний для розділення газових сумішей або очищення газів від газоподібних домішок, рідких та твердих аерозолів, а також рідин від розчинених летких домішок в хімічній, нафтохімічній та інших суміжних галузях промисловості. Відомий масообмінний апарат, який містить горизонтальний корпус, оснащений торцевими кришками, патрубками для введення і виведення газу та рідини і днище, виконане у вигляді двох пластин, між якими розміщено жолоб для рідини, над яким розташований повздовжній вал з ківшеподібними диспергаторами (Патент на корисну модель № 19830 UA, МПК B01D47/06 опубл. в бюл. № 1 від 15.01.2007). Корпус виконано у вигляді півциліндра, спряженого з днищем, а вісь обертання вала і вертикальна вісь корпусу лежать в одній площині. Але в різних секторах поперечного перерізу масообмінного апарата, які лежать в площині зрошення ківшеподібного диспергатора, густина зрошення і відповідно інтенсивність масообміну між газовою та рідкою фазами є нерівномірні. В першому за напрямком обертання ківшеподібного диспергатора секторі, кут якого утворений рівнем рідини та траєкторією руху крапель в момент виходу диспергатора з рідини і дорівнює 30…45°, зрошення практично відсутнє. В наступному секторі, умовною межею закінчення якого є вертикальна вісь масообмінного апарата, інтенсивність зрошення незначна. В третьому секторі, обмеженому вертикальною віссю масообмінного апарата та рівнем рідини, в яку входить ківшеподібний диспергатор, зрошення є інтенсивним і рівномірним. Це призводить до "проскоку" газової фази через сектори з нижчими густинами зрошення, а відтак, до погіршення технологічних показників роботи масообмінного апарата - коефіцієнта масообміну тощо, збільшення питомих енергетичних витрат процесу диспергування рідини. В основу винаходу поставлено задачу створити масообмінний апарат, в якому нове виконання днища і нове розташування осі вала забезпечували би рівномірну густину зрошення газу рідиною в усьому перерізі масообмінного апарата, що дасть змогу інтенсифікувати масообмінні процеси між газом та рідиною та покращити технологічні та енергетичні показники роботи масообмінного апарата. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому масообмінному апараті, який містить горизонтальний корпус, оснащений торцевими кришками, патрубками для введення і виведення газу та рідини і днище, виконане у вигляді двох пластин, між якими розміщено жолоб для рідини, над яким розташований повздовжній вал з ківшеподібними диспергаторами, згідно з винаходом, перша за напрямком обертання диспергатора пластина днища встановлена під кутом 30…45°, друга - 1…5° відносно рівня рідини, а повздовжній вал і жолоб зміщено від середини корпусу до першої пластини на 0,5…1 радіуса обертання диспергатора. Це забезпечує рівномірну густину зрошення в усіх секторах масообмінного апарата, тому процеси масообміну загалом будуть відбуватись рівномірніше, що забезпечить підвищення їх ефективності та покращення технологічних та енергетичних показників. При цьому кут встановлення першої за напрямком обертання ківшеподібного диспергатора пластини (=30…45°) визначається діаметром кола, утвореного під час обертання ківшеподібного диспергатора і глибиною його занурення в рідину. Кут другої пластини (=1…5°) повинен лише забезпечувати стікання рідини, тобто бути мінімальним. Величина цього кута залежить від в'язкості рідини, наявності твердих частинок тощо. Величина зміщення поздовжнього вала та жолоба від середини корпусу до першої пластини залежить від швидкості його обертання та діаметра ківшеподібних диспергаторів. На Фіг. 1. зображено масообмінний апарат, на Фіг. 2. - його поперечний переріз, де: 1 корпус; 2 - повздовжній вал; 3 - ківшеподібний диспергатор; 4 - торцеві кришки; 5, 6 - пластини; 7 - жолоб; 8 - патрубок введення газу; 9 - патрубок виведення газу; 10 - патрубок введення рідини; 11 - патрубок виведення рідини. Масообмінний апарат містить горизонтальний корпус 1, оснащений торцевими кришками 4, патрубками для введення і виведення газу 8, 9 та рідини 10, 11 і днище, виконане у вигляді двох пластин 5 та 6, між якими розміщено жолоб для рідини 7, над яким розташований повздовжній вал 2 з ківшеподібними диспергаторами 3. Масообмінний апарат працює так: Вмикають привід вала 2. В корпус 1 масообмінного апарата через патрубок 10, який розташований на торцевій кришці 4 вводять рідину, а через патрубок 8 - газ. Під час обертання вала 2 ківшеподібні диспергатори 3 почергово захоплюють рідину з днища, яке виконане у вигляді двох пластин 5, 6 та розміщеного між ними жолоба 7, і зрошують нею газ у вільному перерізі апарата. Газ та рідину, які проконтактували, виводять через патрубки 9 та 11, відповідно. 60 1 UA 109946 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Масообмінний апарат, який містить горизонтальний корпус, оснащений торцевими кришками, патрубками для введення і виведення газу та рідини, і днище, виконане у вигляді двох пластин, між якими розміщено жолоб для рідини, над яким розташований повздовжній вал з ківшеподібними диспергаторами, який відрізняється тим, що перша за напрямком обертання диспергаторів пластина днища встановлена під кутом 30…45°, друга - 1…5° відносно рівня рідини, а повздовжній вал і жолоб зміщено від середини корпусу до першої пластини на 0,5…1 радіуса обертання диспергаторів. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2