Контактное устройство для массообменных и пылеулавливающих процессов

(51) 01 3/28 (2009.01) 01 19/32 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ высокоразвитой пленочно-капельной поверхности контакта фаз. Поставленная задача решается тем, что в контактном устройстве для массообменных и пылеулавливающих процессов, включающем корпус с установленным внутренним контактным элементом, выполненным из секций в виде перевернутых усеченных пирамид, установленных друг над другом с зазорами, образующимися за счет больших размеров верхнего основания нижележащего секции, чем размеры нижнего основания вышележащей секции,согласно изобретению, в центральной части каждой секции установлен лопастной завихритель. Корпус и секции контактного устройства могут быть выполнены коническими, а отношение площадей усеченных пирамид секций и лопастного завихрителя, в плоскости крепления последнего, составляет у.п./зав,5-6,25. Установка лопастных завихрителей в рабочей зоне каждой секции приводит к появлению центробежной силы, способствующей созданию эффективного капельно - пленочного режима взаимодействия газа и жидкости увеличивающего межфазную поверхность и степень очистки.(72) Жусупалиев Мухит Абдраимович Волненко Александр Анатольевич Сейтханов Нурлан Тулегенович Ерменов Сапарбек Махмутович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 19156,14.03.2008(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ И ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ(57) Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных процессов в системе газ(пар) - жидкость и процесса улавливания пыли. Оно может быть использовано в химической,нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности. Задача изобретения - повышение эффективности контактного устройства за счет создания 22887 Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных процессов в системе газ(пар) - жидкость и процесса улавливания пыли. Оно может быть использовано в химической,нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности. Известно контактное устройство для массообменных аппаратов(Предварительный патент РК 14427, кл. В 01 3/26, В 0119/32,2004) включающее корпус с установленными в нем конфузором, отбойником и контактным элементом в виде перевернутого усеченного конуса с перфорацией прямоугольного или круглого сечения. Недостатками данного устройства являются то,что наличие перфораций не исключает проскока газа без взаимодействия с жидкостью, в том случае,тогда жидкость и газ проходят через разные отверстия перфораций. Это значительно снижает эффективность проводимых процессов. Кроме того,велика трудоемкость изготовления перфораций в виде круглых и прямоугольных отверстий. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является контактное устройство для массообменных и пылеулавливающих процессов (Предварительный патент РК 19156, кл. В 01 3/26, В 01 19/32, 2008 бюл.3), включающее корпус с установленным внутренним контактным элементом, выполненным из секций в виде перевернутых усеченных пирамид,установленных друг над другом с зазорами,образующимися за счет больших размеров верхнего основания нижележащей секции, чем размеры нижнего основания вышележащей секции, при этом площадь сечения усеченных пирамид каждой нижележащей секции меньше, чем вышележащей. Возможно также расположение нижнего основания усеченной пирамиды верхней секции ниже верхнего основания нижележащей секции. Недостатком известного контактного устройства является то, что внутренний объем секций не используется, для интенсификации процессов,контакт газа и жидкости происходит на коротких участках течения пленки. В результате, устройство имеет невысокую поверхность контакта фаз и малую эффективность. Задача изобретения - повышение эффективности контактного устройства за счет создания высокоразвитой пленочно-капельной поверхности контакта фаз. Поставленная задача решается тем, что в контактном устройстве для массообменных и пылеулавливающих процессов, включающем корпус с установленным внутренним контактным элементом, выполненным из секций в виде перевернутых усеченных пирамид, установленных друг над другом с зазорами, образующимися за счет больших размеров верхнего основания нижележащего секции, чем размеры нижнего основания вышележащей секции,согласно изобретению, в центральной части каждой секции установлен лопастной завихритель. Корпус и секции контактного устройства могут быть выполнены коническими, а отношение площадей усеченных пирамид секций и лопастного завихрителя, в 2 плоскости крепления последнего, составляет у.п./зав 1,5-6,25. На фиг. 1 показан продольный разрез контактного устройства с прямоугольным корпусом на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.3 продольный разрез контактного устройства с коническим корпусом на фиг.4 - поперечный разрез В-В. Контактное устройство содержит корпус 1,ороситель 2, переливное устройство 3, контактный элемент, содержащий секции в виде перевернутых усеченных пирамид 4, завихрители 5. Контактное устройство работает следующим образом. Жидкая фаза одновременно подается через ороситель 2 и в переливное устройство 3,примыкающее к корпусу 1. Далее жидкость в виде пленки стекает по наклонной стенке секции 4 на аналогичные нижележащие секции. Распыленная же через ороситель 2 жидкость в виде капель попадает на завихритель 5. Поступающий в нижнюю часть газовый поток распределяется по сечению контактного устройства. Часть газового потока проходит с наружной стороны секций и попадает в них через зазоры, образованные за счет больших размеров верхнего основания нижележащей секции по отношению к размеру нижнего основания вышележащей секции. В этом случае газовый поток способствует ускорению движения пленки жидкости. Другая часть газового потока поступает через центральную часть секций, и проходя через лопасти завихрителя 5, приобретает вращательное движение. В результате возникает центробежная сила,отбрасывающая капли жидкости на стекающую пленку. При многократном соударении капель с пленкой за счет концевых эффектов поверхность контакта фаз значительно возрастает и эффективность проводимых процессов существенно увеличивается. При выполнении корпуса с квадратным или круглым поперечным сечением,имеющим неизменную площадь сечения по высоте и секций с убывающей площадью поперечного сечения,наименьшую скорость в зазорах между секциями будут иметь первые по ходу движения газа секции. В последующих зазорах секций скорость газа будет возрастать. Для создания идентичных условий вхождения газа в зазоры между секциями корпус устройства может быть выполнен коническим с угломнаклона,соответствующим углу наклона усеченных пирамид. В результате этого стекающая пленка жидкости в каждой секции будет иметь равноускоренное движение. В контактном устройстве отношение площадей усеченных пирамид секций и лопастного завихрителя, в плоскости крепления последнего,рекомендуются в пределах у.п./зав,5-6,25. Нижний предел этого отношения у.п./зав,5 позволяет сохранить минимальный зазор между завихрителем и внутренней поверхностью секции, а также условия интенсивного соударения капель жидкости со стекающей пленкой и при этом не 22887 допустить значительного роста гидравлического сопротивления,характерного для аппаратов центробежного типа с центральным завихрителем. Верхний предел у.п./зав 6,25 приводит к снижению гидравлического сопротивления и условия интенсивного бомбардирования каплями жидкости стекающей пленки сохраняются. Преимуществами предложенного технического решения по сравнению с прототипом являются.- создание эффективного капельно-пленочного режима взаимодействия газа и жидкости путем создания центробежной силы за счет установки лопастного завихрителя в рабочей зоне каждой секции- создание устойчивого равноускоренного стекания пленки жидкости по наклонной поверхности стенки секций- достижение высокоразвитой межфазной поверхности и высокой эффективности проведения процессов массообмена и пылеулавливания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Контактное устройство для массообменных и пылеулавливающих процессов, включающее корпус с установленным внутренним контактным элементом, выполненным из секций в виде перевернутых усеченных пирамид, установленных друг над другом с зазорами, образующимися за счет больших размеров верхнего основания нижележащей секции, чем размеры нижнего основания вышележащей секции, при этом площадь сечения усеченных пирамид каждой нижележащей секции меньше, чем вышележащей, отличающееся тем, что в центральной части каждой секции установлен лопастной завихритель. 2. Контактное устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен коническим с углом наклона, соответствующим углу наклона усеченных пирамид. 3. Контактное устройство по п.1 и п.2,отличающееся тем, что отношение площадей усеченных пирамид секции и лопастного завихрителя, в плоскости крепления последнего,составляет у.п./зав 1,5-6,25.