Патент Российской Федерации RU2380143

Патент Российской Федерации RU2380143

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Заявка: 2008102800/15, 17.01.2008

Дата начала отсчета срока действия патента: 17.01.2008

Опубликовано: 27.01.2010

Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 63707 U1, 10.06.2007. RU

2001690 С1, 30.10.1993. RU 2088311 С1, 27.08.1997. RU 2261139 С1, 27.09.2005. SU

1722541 А1, 30.03.1992. SU 1095964 А, 07.06.1984. SU 601017 А, 24.04.1978. RU

2206373 С1, 20.06.2003. GB 689165 А, 25.03.1953.

Адрес для переписки:

Автор(ы): Зиятдинова Лилия Рашитовна (RU),Коротков Юрий Федорович (RU),
Николаев Николай Алексеевич (RU), Овчинников Александр Алексеевич (RU),
Докучаева Ирина Сергеевна (RU), Николаев Андрей Николаевич (RU)

Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" (RU)

ВИХРЕВОЙ РАСПЫЛИВАЮЩИЙ АБСОРБЕР

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам и может быть использовано в нефтехимической, химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Вихревой распыливающий абсорбер содержит корпус с патрубками входа и вывода газа и отвода жидкости, перфорированную трубу для ввода жидкости, которая установлена в корпусе в подшипниках с возможностью вращения. На перфорированной трубе закреплены крыльчатки. Патрубки входа и вывода газа установлены на корпусе тангенциально, при этом патрубок вывода газа расположен навстречу вращающемуся в корпусе потоку газа. Патрубки отвода жидкости установлены на корпусе тангенциально навстречу вращающейся на стенке корпуса пленке жидкости. В корпусе напротив каждого патрубка отвода жидкости установлены патрубки разделения фаз, образующие со стенкой корпуса кольцевые карманы с донышком, расположенным выше патрубка отвода жидкости. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат и упрощение конструкции. 2 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к тепломассообменным аппаратам и может быть использовано в нефтехимической, химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен полый распыливающий абсорбер (см. книгу А.Г.Касаткина «Основные процессы и аппараты химической технологии», М., Альянс, 2005 г., с.457, рис.XI-28), содержащий корпус с патрубками входа и вывода газа и отвода жидкости и форсунки, установленные в корпусе сверху в горизонтальный ряд.

Недостатками указанного абсорбера являются низкая производительность из-за небольшой допустимой скорости легкой фазы в аппарате, превышение которой приводит к интенсивному уносу жидкости из аппарата легкой фазой, и низкая эффективность тепломассопереноса из-за однократного взаимодействия в аппарате фаз.

Прототипом является двухступенчатый полый вихревой аппарат (см. книгу А.Н.Николаева, А.В.Дмитриева, Д.Н.Латыпова «Очистка газовых выбросов ТЭС, работающих на твердом и жидком топливе», Казань, ЗАО «Новое знание», 2004 г., стр.11, рис.1.3в), содержащий корпус с патрубками входа и вывода газа и отвода жидкости, узлы ввода жидкости в виде установленных вдоль продольной оси корпуса друг под другом перфорированных труб и завихрители.

Недостатками прототипа являются: низкая эффективность тепломассопереноса из-за слаборазвитой поверхности межфазного контакта и дробления струй на капли больших размеров, большие энергозатраты на прохождение потоком легкой фазы завихрителей и на придание этому потоку нисходящего движения, а также сложность конструкции.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности тепломассопереноса, снижение энергозатрат и упрощение конструкции.

Задача осуществляется тем, что в вихревом распиливающем абсорбере, содержащем корпус с патрубками входа и вывода газа и отвода жидкости, узел ввода жидкости в виде установленной вдоль продольной оси корпуса перфорированной трубы и укрепленные на перфорированной трубе завихрители, согласно изобретению завихрители выполнены в виде крыльчаток, перфорированная труба установлена в корпусе в подшипниках с возможностью вращения, а патрубки входа и вывода газа установлены на корпусе тангенциально, причем патрубок вывода газа расположен навстречу вращающемуся в корпусе потоку газа.

На фиг.1 изображен вихревой распыливающий абсорбер, продольный разрез, на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2, 3, 4 соответственно входа газа, выхода газа и отвода жидкости, узел ввода жидкости в виде перфорированной трубы 5 с перфорациями 6 и завихрители, выполненные в виде укрепленных на перфорированной трубе крыльчаток 7.

Патрубки 2 и 3 установлены на корпусе 1 тангенциально, причем патрубок 3 расположен навстречу вращающемуся в корпусе газовому потоку.

На корпусе 1 сверху вмонтирован расположенный соосно перфорированной трубе 5 патрубок 8 ввода жидкости, нижний конец которого введен с зазором в верхний конец перфорированной трубы.

Перфорированная труба 5 установлена в корпусе 1 с возможностью вращения в подшипниках 9 и 10.

Патрубки 4 размещены на корпусе 1 тангенциально навстречу вращающейся на стенке корпуса пленке жидкости.

В корпусе 1 напротив каждого патрубка 4 установлен коаксиально расположенный патрубок 11 разделения фаз, образующий со стенкой корпуса кольцевой карман 12 с донышком в верхней части, расположенным выше патрубка 4.

Вихревой распыливающий абсорбер работает следующим образом.

Газ поступает в корпус 1 через патрубок 2 тангенциально, приобретая в аппарате восходящее винтовое движение. Воздействуя на крыльчатки 7, поток газа вращает их вместе с перфорированной трубой 5. Подшипники 9 и 10 обеспечивают легкое вращение перфорированной трубы 5 с укрепленными на ней крыльчатками 7 от газового потока.

Жидкость вводится под давлением через патрубок 8 в перфорированную трубу 5, из которой вытекает через перфорации 6 в виде распадающихся на мелкие капли струй. Вращающиеся крыльчатки 7 дробят капли распадающихся струй на более мелкие, обеспечивая тонкий распыл жидкости, и усиливают вращение газового потока в корпусе 1 по всей высоте рабочей зоны аппарата.

При взаимодействии с каплями распыленной жидкости поток газа вовлекает их в совместное восходящее винтовое движение. Центробежной силой капли отбрасываются на стенку корпуса 1, где сливаются, и образующаяся сплошная жидкостная пленка, сохраняя восходящее винтовое движение, уходит в кольцевые карманы 12, образованные стенками патрубков 11 и корпуса. Благодаря тому что патрубки 4 расположены тангенциально навстречу вращающейся пленке жидкости, последняя, имея большую тангенциальную составляющую скорости, интенсивно выдавливается из кольцевых карманов 12 через патрубки 4 наружу аппарата.

Отделенный от жидкости газ выходит из корпуса 1 через патрубок 3.

Тангенциальное расположение патрубков 2 и 3 на корпусе 1 усиливает вращение газового потока в аппарате.

Кольцевые карманы 12 с донышком в верхней части, образованные стенками корпуса 1 и патрубков 11, обеспечивают эффективный отвод пленки жидкости из аппарата при восходящем винтовом движении газожидкостного потока.

Выполнение завихрителя в виде крыльчаток 7, укрепленных на перфорированной трубе 5, и размещение перфорированной трубы в корпусе 1 аппарата с возможностью вращения обеспечивают:

- интенсивный распад вытекающих из перфораций 6 перфорированной трубы струй жидкости на мелкие капли, тонкое дробление этих капель и их распыление по всей рабочей зоне аппарата, приводящие к созданию сильно развитой и непрерывно обновляющейся поверхности межфазного контакта;

- снижение сопротивления завихрителей, выполненных в виде крыльчаток, движению газового потока в аппарате;

- упрощение конструкции.

Технико-экономическая эффективность от использования изобретения достигается за счет повышения эффективности тепломассопереноса благодаря созданию в аппарате сильно развитой и непрерывно обновляющейся поверхности межфазного контакта, снижения энергозатрат от снижения сопротивления завихрителей и снижения стоимости аппарата от упрощения конструкции завихрителей.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вихревой распыливающий абсорбер, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода газа и отвода жидкости, узел ввода жидкости в виде установленной вдоль продольной оси корпуса перфорированной трубы, отличающийся тем, что на перфорированной трубе закреплены крыльчатки, патрубки отвода жидкости установлены на корпусе тангенциально навстречу вращающейся на стенке корпуса пленке жидкости, в корпусе напротив каждого патрубка отвода жидкости установлен коаксиально расположенный патрубок разделения фаз, образующий со стенкой корпуса кольцевой карман с донышком, расположенным выше патрубка отвода жидкости.

Дата добавления: 2015-09-30