Контактное устройство со ступенчатым взаимодействием фаз

(51) 01 3/26 (2006.01) 01 19/32 (2006.01) МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ кольцевым желобом, отражательным кольцом и распределительным диском, согласно изобретению,по центру кольцевого желоба жестко установленной сливной трубы дополнительно установлен третий наклонный желоб с углом наклона 330 от периферии к центру, разделяющий его на три симметричные части (по 120), а также над плоским отражательным кольцом на определенной высоте жестко установлен, дополнительно, отражательное кольцо большего диаметра с отбортованным торцом вниз, а также между тремя наклонными желобами жестко установлены жалюзи с углом наклона 4080. Следовательно, такое конструктивное решение в контактном устройстве позволяет обеспечить,многократно,ступенчатое взаимодействие жидкости с газовым потоком несомненно повышает эффективность аппарата не только для массообменных процессов, но и для мокрого пылеулавливания при очистке вредных выбросов в атмосферу.(72) Алтаев Мадибек Алтаевич Алтаев Нурсултан Кайратович Пазилова Гульжан Джолдасбековна Досмаканбетова Айбарша Абилкасымовна Сейткасимова Лаззат Асановна Шохаев Олжас Абжалиллы Турсуметов Камалжан Атажанович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения ЮжноКазахстанский государственный университет им. М. Ауэзова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Инновационный патент РК 25539, 15.03.2012(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО СО СТУПЕНЧАТЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ФАЗ(57) Изобретение относится к устройствам массообменных аппаратов для процессов абсорбций, ректификации и др. В контактном устройстве со ступенчатым взаимодействием фаз снабженным корпусом, 29238 Изобретение относится к устройствам для массообменных процессов в системе газ (пар) жидкость, таких как абсорбция, ректификация,хемосорбция и др., а также может быть использовано для очистки вредных выбросов в атмосферу, как мокрый пылеуловитель. Известно конструкция пленочного пылеуловителя (Инновационный патент РК 25736 12.04.12 г., бюл. 5) включающий корпус круглый желоб, сливной трубы соединенный с двумя желобами,отражательное кольцо и распределительный диск. Недостатком данного устройства является малая поверхность контакта фаз, следовательно низкая эффективность контактного устройства. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является контактное устройство для массообменных процессов (Инновационный патент РК 25539 В 01 3/26, 2012, Бюл. 3) содержащее корпус,конфузор, круглый желоб, центральные желоба сливной трубы,направляющее кольцо и распределительный диск. Недостатком данного устройства является низкая эффективность контактного устройства и малой пропускной способности контактного устройства по газу. Задача изобретения - повышение интенсивности процесса массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз и повышения пропускной способности по газу, за счет организации закрученного взаимодействия фаз. Поставленная задача решается тем, что в аппарате для массообменных процессов и очистки вредных выбросов в атмосферу, как в мокром пылеуловителе, снабженном корпусом, кольцевым желобом,отражательным кольцом и распределительным диском, согласно изобретению,по центру кольцевого желоба на жестко установленную сливную трубу, дополнительно установлен третий наклонный желоб от периферий к центру, разделяющий его на три симметричные части, а также над плоским отражательным кольцом на определенной высоте жестко установлен,дополнительно, отражательное кольцо большего диаметра с отбортованным торцом вниз. Техническим результатом данного изобретения является обеспечение интенсивного истечения жидкости от кольцевого желоба к сливной трубе с тремя наклонными желобами, что способствует интенсивному взаимодействию фаз, а также увеличение пропускной способности контактного устройства по газу,за счет установки дополнительного отражательного кольца с отбортованным торцом вниз, над плоским отражательным кольцом, на определенной высоте. На фиг.2.1 показан контактное устройство со ступенчатым взаимодействием фаз по сечению А-А фиг.2., на фиг.2.2 то же план. Контактное устройство со ступенчатым взаимодействием фаз состоит из корпуса 1, круглого желоба 2, соединенного по центру с тремя желобами 9 и сливной трубой 4, жалюзей 3, плоского отражательного кольца 7 (меньшего диаметра), а 2 над ним на определенной высоте с помощью четырех стержней жестко установлен,дополнительно, отражательное кольцо 5 (большего диаметра) с отбортованным торцом вниз и распределительного диска 8. Контактное устройство со ступенчатым взаимодействием фаз крепится к корпусу 1 с большим диаметром кольцевого желоба 2, снаружи на определенной высоте установлено плоское отражательное кольцо 7, сливной трубы 4 от торцевой части на высоте 10100 мм установлен плоское отражательное кольцо 7 с диаметром 2-4(диаметра распределительного диска 8), а над плоским отражательным кольцом 7 также на высоте 10100 мм жестко установлено, дополнительно,отражательное кольцо с диаметром 4- 6 (диаметра распределительного диска 8) с помощью четырех стержней 4, а на торцевой части сливной трубы с зазором установлен распределительный диск 8. Контактное устройство со ступенчатым взаимодействием фаз работает следующим образом жидкая фаза стекая по желобом 2 и 9, поступает в сливную трубу 4 и за счет статического напора вытекает в виде кольцевой пленки из щели,образованной между торцом сливной трубы 4 и распределительным диском 8. Кольцевая жидкостная пленка полностью перекрывает поперечное сечение аппарата (500 мм) и,соударяясь с корпусом 1 стекает вниз в виде пленки на нижерасположенную ступень контакта. За счет угла наклонатрех желобов 9 не наблюдается задержка жидкости, тем самым обеспечивается интенсивное истечение жидкой фазы в устройстве. Газовая фаза, поступая в контактное устройство,соударяется со сплошной кольцевой пленкой и начинает дробить ее на мелкие капли у стенки корпуса 1 аппарата, и проходя через завесу брызг и капель, газовая фаза направляется на вышележащую ступень контакта, через жалюзи 3. С помощью жалюзей 3 удается направить поток газовой фазы к центру,чтобы обеспечить эффективное взаимодействие фаз. С увеличением скорости газового потока в аппарате пропорционально уменьшается площадь кольцевой жидкостной пленки, т.к. рост напора газового потока интенсивнее разрушает жидкостную пленку. Экспериментально установлено,что при скорости газа в аппарате 2,4-2,5 м/с жидкостная пленка полностью разрушается напором газового потока и соударяется с плоским отражательным кольцом 7, при этом сначала происходит пленочное истечение жидкой фазы по поверхности плоского отражательного кольца 7, а при срыве с ее торца жидкая фаза снова распыляется на мелкие капли и направляется к стенке корпуса. При соударении газожидкостной (капельной) смеси со стенкой корпуса 1 аппарата происходит коагуляция капель и она стекает вниз в виде пленки, а газ, частично очищенный, проходя через завесу брызг и капель,устремляется вверх через жалюзей 3 на вышерасположенную ступень контакта фаз. Дальнейшее увеличение скорости газа в аппарате 2,93,0 м/с привело уносу жидкостных каплей с газовым потоком на вышележащую ступень контакта, поэтому дополнительно установлен отражательное кольцо с отбортованным торцом 5. В результате такого конструктивного решения удалось достичь скорости газа в аппарате до 4,2 м/с. т.е. за счет отбортовки торца отражательного кольцо 5 происходило закручивание газа жидкостного потока, это в свою очередь позволило увеличить нагрузку по газу. С увеличением скорости газа в аппарате более 3,23,4 м/с происходит соударение газожидкостного (капельного) потока с отражательным кольцом 5 с отбортованным торцом вниз, при этом процесс взаимодействия фаз аналогичен с процессом взаимодействия фаз с плоским отражательным кольцом 7, только при срыве с отбортованного торца отражательного кольца 5 газожидкостной (капельный) поток направляется под углом вниз к стенке корпуса 1 аппарата. При соударении газожидкостной (капельной) смеси со стенкой корпуса 1 аппарата происходит коагуляция капель и она стекает вниз в виде пленки, а газ частично очищенный, проходя через брызг и капель,устремляется вверх через жалюзей 3 на вышерасположенную ступень контакта. Таким образом, на одной контактной ступени аппарата происходит взаимодействие фаз в цикле пленка-капли-пленка-капли, т.е. превращение жидкой фазы с одной формы на другую и чередование их, при таком взаимодействии фаз,несомненно, обеспечивается высокая эффективность аппарата в процессах абсорбции, хемосорбции и др.,а также в процессах мокрого пылеулавливания. Следовательно,предложенная конструкция контактного устройства со ступенчатым взаимодействием фаз может быть успешно применена при абсорбции вредных газовых выбросов в химической, нефтехимической и др. отраслях, а также как мокрый пылеуловитель в производстве минеральных удобрений,производстве гипса и т.д. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Контактное устройство со ступенчатым взаимодействием фаз для массообменных процессов и очистки вредных выбросов в атмосферу снабженное корпусом,двумя кольцевыми желобами, сливной трубой, направляющим кольцом и распределительным диском, отличающееся тем,что по центру кольцевого желоба на жестко установленную сливную трубу дополнительно установлен третий желоб, выполненный с углом наклона 330, от периферии к центру,разделяющий кольцевой желоб на три симметричные части по 120. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между тремя желобами жестко установлены жалюзи с углом наклона 4080. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что снаружи сливной трубы над плоским отражательным кольцом на высоте 10100 мм,дополнительно с помощью четырех стержней,жестко установлено отражательное кольцо с диаметром 4-6 (диаметра распределительного диска) с отбортованным торцом вниз.