АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВИХРЕВОМ ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

Полезная модель относится к технике осуществления различных физико-химических процессов в гетерогенных системах и может быть использована при очистке попутного нефтяного газа от сероводорода, при нефтепереработке и в других отраслях химической промышленности.
Известен аппарат для проведения физико-химических процессов в вихревом газовом потоке, включающий корпус, трубу ввода взаимодействующих агентов и вывода продуктов их взаимодействия, вихревое контактное устройство фильтрующего элемента.
(RU2036733, С1 кл. В04С 5/08, опубл. 1995).
Недостатком известного аппарата для проведения физико-химических процессов в вихревом газовом потоке, является несовершенство конструкций корпуса аппарата и вихревого контактного устройства, которые не обеспечивают высокую концентрацию образующегося осадка в зоне вывода продуктов взаимодействия из аппарата и создают малую площадь контакта взаимодействующих агентов, из-за чего в нем затруднительно проводить, с требуемой эффективностью, медленно протекающие процессы в системах газ-жидкость-твердое тело.
Известен также аппарат для проведения физико-химических процессов в вихревом газовом потоке, включающий корпус, трубы ввода взаимодействующих агентов и трубы вывода продуктов их взаимодействия, вихревое контактное устройство в виде диспергаторов газа расположенных горизонтально.
(Заявка RU2011126225, Кл. В04С 5/08, опубл. 27.12.2012 г.).
Недостатком известного аппарата для проведения физико-химических процессов в вихревом газовом потоке, взятого за прототип, является несовершенство конструкций корпуса аппарата и вихревого контактного устройства, которые не обеспечивают высокую концентрацию образующегося осадка в зоне вывода продуктов взаимодействия из аппарата и создают малую площадь контакта взаимодействующих агентов.
Задача полезной модели: создание конструкций корпуса аппарата и вихревого контактного устройства, обеспечивающих высокую концентрацию образующегося осадка в зоне вывода продуктов взаимодействия из аппарата, большую площадь и время контакта взаимодействующих агентов, повышение эффективности процессов в системах газ-жидкость-твердое тело.
Поставленная задача решается разработкой аппарата для проведения физико-химических процессов в вихревом газовом потоке, который включает корпус, трубы ввода взаимодействующих агентов - попутного нефтяного газа и водного раствора катализатора, труб вывода продуктов их взаимодействия - очищенного газа и серы, вихревое контактное устройство. Аппарат отличается тем, что корпус аппарата в нижней зоне имеет коническую форму, а вихревое контактное устройство выполнено в виде диспергаторов газа, расположенных на едином коллекторе вертикально.
Коническая форма нижней зоны корпуса аппарата обеспечивает повышение концентрации осадка в зоне вывода продуктов взаимодействия, а вихревое контактное устройство, выполненное в виде диспергаторов газа, расположенных на едином коллекторе вертикально, обеспечивает большую площадь поверхности соприкосновения взаимодействующих агентов (мелких пузырьков попутного нефтяного газа и водного раствора катализатора), более длительное пребывание их в контакте и повышении эффективности процессов в системах газ-жидкость-твердое тело.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен аппарат, вертикальный разрез вихревого контактного устройства диспергатора газа.
Аппарат содержит корпус 1 с конической формой в нижней зоне вывода продуктов взаимодействия из аппарата, вихревое контактное устройство выполнено в виде единого коллектора 2 с расположенными на нем вертикально диспергаторами газа 3, трубу 4 ввода попутного нефтяного газа и трубу 5 ввода раствора катализатора (взаимодействующих агентов), трубу 6 вывода серы, в виде коллоидных частиц и трубу 7 вывода очищенного от сероводорода газа (выходных продуктов).
Аппарат работает следующим образом. Один из участвующих в гетерогенном процессе реагент (попутный нефтяной газ) через трубу 4 попадает во внутрь вихревого контактного устройства, выполненного в виде единого коллектора 2 и вертикально расположенных на нем диспергаторах газа 3, далее газ попадает в виде мелких пузырьков во второй реагент (водный раствор - катализатор) в жидкую фазу. При этом за счет вертикального расположения диспергаторов газа 3 на едином коллекторе 2 создается большая площадь поверхности контакта взаимодействующих агентов и увеличивается время их взаимодействия. Коническая форма корпуса аппарата в нижней его части обеспечивает повышение концентрации осадка - твердая фаза (сера в виде коллоидных частиц) в зоне вывода продуктов взаимодействия через трубу 6. Газообразная фаза (очищенный от сероводорода попутный нефтяной газ) выводится из системы через трубу 7.
Некоторые технические характеристики предлагаемого аппарата (степень очистки попутного нефтяного газа от сероводорода) приведены в таблице.
Как можно видеть из приведенных в таблице данных, использование предлагаемого аппарата обеспечивает высокую эффективность очистки нефтяных попутных газов от сероводорода.