Контактний пристрій для масообмінних апаратів

1 Контактний пристрій для масообмінних апаратів, що має корпус, обтічник, встановлений у центрі пристрою, кільцеві перегородки, які знаходяться між корпусом та обтічником, лопаті, встановлені під протилежними кутами нахилу в суміжних міжкільцевих просторах, який відрізняється тим, що принаймні одна кільцева перегородка в поперечному перетині має форму замкнутої кривої з радіусом кривизни, що змінюється 2. Контактний пристрій для масообмінних апаратів по п 1, який відрізняється тим, що кільцева перегородка в поперечному перетині має форму еліпса, Винахід відноситься до пристроїв для здійснення процесів масо- І теплообміну і може бути застосований в газовій, хімічній та інших галузях народного господарства. Відомо контактний пристрій для апаратів масообміну, що включає корпус, обтічник, кільцеві перегородки, лопаті, розташовані під однаковим кутом нахилу в сусідніх міжкільцевих просторах, (див а с 476005, М кл 1 В 01 D З/ЗО). Недоліком відомого пристрою є невисока ефективність протікання процесів масообміну, тому що контакт потоків здійснюється, головним чином, лише в периферійній зоні на синці корпуса, куди вони відхиляються під дією відцентрових сил, що виникають при проходженні потоків через міжлопаточні канали Відомий також контактний пристрій для апаратів масообміну, що мають корпус, обтічник, виконаний у вигляді з'єднаних між собою циліндричних поверхонь, звернених опуклістю до центральної осі пристрою, кільцеві перегородки і радіальні лопаті, розміщені в міжкільцевих просторах під протилежними кутами нахилу в кожному сусідньому міжкільцевому просторі Даний пристрій забезпечує більш Інтенсивне протікання процесів масообміну, тому що цей процес відбувається, поперше, не тільки в периферійній зоні, а по всьому перетину пристрою і, по-друге, із великими відносними швидкостями часток на межах міжюльцевих просторів за рахунок протилежних напрямків руху потоків (див 8-е 683762 М кл. 2 В 01 D З/ЗО). Однак у цьому пристрої Інтенсивне переміщування здійснюється лише між зустрічними пото хами, що вилітають Із суміжних, міжкільцевих просторів і є малоефективним Це пов'язано з тим, що міжлопаточні канали того самого міжкільцевого простору мають однакову конфігурацію й однакові розміри Тому обсяги потоків, що Проходять через канали, час перебування їх у каналах І швидкості вильоту однакові Це знижує загальну ефективність процесів масообміну, що протікають у відомому апараті В основу винаходу, контактного пристрою для масообмінних апаратів, що має корпус, обтЫник, кіпьиеві перегородки і лопаті, які встановлені під протилежними кутами нахилу в суміжних міжкільцевих просторах, поставлено задачу інтенсифікувати процес масообміну шляхом змінення форми кільцевої перегородки, що має в поперечному розрйі форму замкнутої кривої Із радіусом кривизни, що змінюється, наприклад еліпса, забезпечити рухання часток потоків, що взаємодіють на виході з міжлопаточних каналів контактного пристрою з різними швидкостями: mv де F - відцентрова сила; m - маса частки, яка відходить з пристрою; v ~ швидкість частки, яка відходить з пристрою; R - радіус кривизни. залежними від радіуса кривизни, що розрізнений у кожній точці кривої, при використанні контактного пристрою для масообмінних апаратів CM ю ю со 35152 Різні швидкості часток, які мають місце при виході часток з міжпопаточмих каналів, призводять до того, що на вихоці з контактного пристрою буде відбуватися інтенсивне перемішування не тільки між зустрічними потоками, що вилітають із сусідніх міжкіпьцевих просторів, і не тільки між потоками, що випітають із сусідніх міжлопаточних каналів того самого міжкільцевого простору, але і між частками, що рухаються в межах кожного міжлопаточного каналу, тому що кривизна еліпса змінюється беззупинно від точки до точки, у тому числі й у межах того самого міжлопаточного каналу. Це призводить до збільшення поверхні фаз, що контактують, і інтенсифікації процесу масообміну. На рис 1 і 2 зображено запропонований пристрій, на рис. З, 4, 5. 6, 7 і 8 - епюри тангенціальних швидкостей часток на виході з контактногг поистпою g янапога (рис 3,4) прототипі (рис. 5, 6) і запропонованому пристрої (рис 7, 8). Контактний пристрій містить корпус 1, обтічник 2, виконаний у вигляді з'єднаних між собою циліндричних ч поверхонь, звернених опуклістю до центральної осі пристрою. Між корпусом і обтічником розміщено кільцеві перегородки 3, що утворюють міжкільцеві простори. У цих просторах установлено лопаті 4, 5, 6, 7, 8. 9, нахилені в суміжних просторах у протилежні боки і кіпькість яких вибирається в залежності від необхідної продуктивності пристрою. Міжкільцеві перегородки, або хоча б одна з них, виконані таким чином, що в поперечному розріз» мають форму замкнутої кривої з радіусом кривизни, що змінюється, наприклад еліпса. Пристрій працює таким чином, газорідинний потік надходить у корпус 1 контактного пристрою і, попадаючи в міжлопаточні канали, починає рухатися з різними швидкостями як по величині, так і по напрямку. Крім цього, в запропонованому пристрої має місце розходження швидкостей взає* модіючих часток потрійного походження: ~ по-перше, частки рухаються в суміжних міжкіпьцевих просторах у протилежних напрямках із-за нахилу лопатей в суміжних міжкільцевих просторах в протилежний бік; - по-друге, частки в суміжних міжлопаточних каналах того самого міжкільцевого простору також рухаються з різними швидкостями, тому що міжлопаточні канали (навіть у межах того самого міжкільцевого простору) мають перемінний поперечний перетин. Так, наприклад, у зовнішньому міжкільцевому просторі (див. рис. 2) міжлопаточний канал, угеорений лопатями 4 і 5, має форму конфу зора, тому що зазор між перегородками на вході в канал більше, ніж зазор між перегородками на виході, а міжлопаточний канал, утворений лопатями 6 і 9. має форму.дифузора, тому що зазор між перегородками на вході в канал менше, ніж зазор між перегородками на виході з каналу. Оскільки в конфузорі частки рухаються з прискоренням, а в дифузорі з уповільненням, то на виході часток газорідинного потоку з каналів спостерігається розходження швидкостей. - по-третє, частки рухаються з різними швидкостями в межах того самого міжлопаточного каналу Це викликано тим, що швидкість частки, що рухається уздовж криволінійної поверхні, якою у даному випадку є кільцева перегородка, залежить від радіуса кривизни обтічної поверхні. Оскільки кривизна еліпса на відміну від окружності в кожній точці різна, то і швидкості часток, що рухаються в межах того самого міжлопаточного каналу також будуть різні.. Сказане вище ілюструється на рис. З, 4. б, 6, 7, 8, де подані епюри тангенціальних швидкостей на виході з контактного пристрою аналога (рис. З, 4), прототипу (рис. 5, 6) і запропонованого пристрою (рис 7, 8). На малюнку видно, що тангенціальні швидкості на виході з контактного пристрою аналога по всьому периметр» обичайки мають однакову величину (V, = V,+i = Vk = Vk+i). у прототипі - ту саму величину в межах одного міжлопаточного канапу, але різну в суміжних міжлопаточних каналах того самого межкільцевого простору (Vi = Vi+i; Vk = -V k *i; Vi * Vk). а в запропонованому пристрої - у кожній точці по всьому периметру перегородки швидкості різні (Vi Ф Vi+г, Vk * Vk+i; V, * Vk). Оскільки задачею контактного пристрою є забезпечення максимального переміщування потоків, що контактують, і досягається шляхом надання часткам, що рухаються, максимальних відносних швидкостей, то у запропонованому пристрої процес масообміну буде відбуватися більш інтенсивно. Таким чином, основною техніко-економічною перевагою запропонованого пристрою є інтенсифікація процесу масообміну за рахунок більш інтенсивного перемішування фаз, що контактують, і збільшення міжфазної поверхні. Промислова придатність: пристрій може бути застосовано в газовій промисловості при диспергуванні рідини в газовий потік. Наприклад, диспергування інгібітору гідратоутворення в діючий газопровід. ФІГ 1 fr-ІІФ Е'-ЧФ ф і Z -ЧФ 35152 Фіг. 5 Фіг. 6 (t Фіг. 7 Фіг. 8 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03