ПРЯМОТОЧНО-ВИХРЕВОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам для организации взаимодействия паровых (газовых) и жидкостных потоков при проведении массообменных процессов, а именно: абсорбции, десорбции, ректификации и может быть использовано в химической, нефтехимической и пищевой промышленности.
Известно устройство [Николаев A.M. Николаев Н.А. Азизов Б.М. Булкин В.А. Прямоточное контактное устройство для взаимодействия пара (газа) с жидкостью: А.с. 210085 // Б.И., 1968, №6], представляющее собой контактный патрубок, в основании которого расположен аксиальный завихритель. При работе устройства восходящий поток газа проходит через лопатки завихрителя и начинает поступательно-вращательное движение вверх по контактному патрубку. Одновременно в устройство через узел подвода подается жидкость, которая диспергирует и в виде капель движется к периферии аппарата под действие центробежной силы, а затем оседает на стенках патрубка в виде пленки. Контактируя с газом, пленка жидкости движется вверх по патрубку и отделяется от газа в угле сепарации.
Существует так же устройство [Гухман Л.М. Контактный элемент: А.с. 509278 // Б.И., 1976, №13], которое по конструкции аналогично предыдущему, но отличается тем, что используется тангенциально-лопаточный завихритель.
Эти устройства позволяют добиваться высокой эффективности процесса массообмена, могут работать при больших скоростях газов и обладают сравнительно невысоким гидравлическим сопротивлением. Однако обладают некоторыми недостатками. Во-первых: сложность конструкции завихрителей, т.к. и аксиальный, и тангенциально лопаточный завихритель требует изготовления большого числа деталей сложной формы и их последующей точной сборки. Во-вторых: конструкция сепарационного узла, выполненного в виде половины тора, такова, что приводит к перемешиванию
прореагировавшей и непрореагировавшей жидкостей, из-за чего снижается эффективность процесса.
Предлагаемое устройство состоит из контактного патрубка 1, завихрителя 2, узла подвода жидкости 3 и узла сепарации жидкости 4 (фиг.1). Устройства предлагается располагать на тарелке колонного аппарата в шахматном порядке (фиг.2).
Контактный патрубок имеет цилиндрическую форму один конец которого усечен под некоторым углом. На одной половине корпуса патрубка по всей длине расположены отверстия 5, а верхней части на тоже же половине выполнены прорези 6 для лучшей сепарации жидкости.
Завихритель выполнен в виде половинок цилиндра сдвинутых относительно друг друга в радиальном направлении.
Узел сепарации представляет собой лист металла, изогнутый определенным образом, и приваренный к контактному патрубку.
Устройство работает следующим образом. Жидкость с вышележащей ступени аппарата поступает на тарелку колонного аппарата и через узел подвода 3 подается в устройство, где диспергируется в восходящий закрученный поток газа (пара). Двухфазный поток поднимается вверх по патрубку, где под действие центробежной силы капли жидкости оседают на стенках и образуют пленку. Пленка жидкости, взаимодействуя газом приобретает закрученное движение и движется вверх. В ходе всего контакта происходит активный процесс массообмена между фазами. Жидкость, движущаяся в виде пленки, имеет возможность выхода через отверстия. В нижней части аппарата это приводит к образованию затопленных струй на тарелке, что способствует к организации направленного движения жидкости по тарелке. Жидкость, распыляемая через отверстия в верхней части патрубка контактирует с газом вне контактного устройства, оседает на тарелку и движется к следующему ряду контактных устройств. Остатки жидкости в устройстве сепарируются через прорези 6 и в сепарационном узле 4 прорези и конструкция сепарационного узла выполнены так, чтобы
исключить перемешивание прореагировавшей и непрореагировавшей жидкостей и не допустить унос капель жидкости на выше лежащую тарелку колонного аппарата. Преимуществом предлагаемого устройства будет, во-первых: простота конструкции и изготовления завихрителя, во-вторых: наличие дополнительной зоны контакта газа и жидкости за контактным патрубком, в-третьих: отсутствие перемешивания жидкости на тарелке и организация направленного движения жидкости по тарелке.