ВИХРЕВОЕ УСТРОЙСТВО С ДВУМЯ ЗОНАМИ КОНТАКТА

Полезная модель относится к устройствам для проведения физико-химических процессов, а именно процессов абсорбции, десорбции, пылегазоочистки, увлажнения и охлаждения газов, и может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетической, металлургической и пищевой промышленности.
Известен полый вихревой аппарат с нисходящим потоком контактирующих фаз [А.с. СССР №1346209, кл. В01D 47/06, Бюл. №39 от 23.10.1987 г], в цилиндрическом корпусе которого установлен завихритель. Жидкость в аппарат подается по оси через ороситель по всей высоте и выводится из аппарата в нижней его части. Для дополнительного орошения внутри завихрителя установлен жидкостный коллектор. Жидкость и газ в этом аппарате движутся в нисходящем потоке по направлению сил тяжести, а жидкость распыляется механическими устройствами без затрат энергии газового потока. Недостатком этого аппарата является низкая эффективность, т.к. жидкость подается в зону сепарации аппарата, вследствие этого снижается время пребывания жидкости в аппарате.
7
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вихревой аппарат для проведения физико-химических процессов с нисходящим потоком, имеющий корпус, крышку, днище, патрубки подвода и отвода фаз, вихревое контактное устройство, состоящее из верхнего основания, тангенциальных пластин, тарелки и сепаратора, распределители жидкости, снабженные форсунками и расположенные на крышке аппарата и на верхнем основании вихревого контактного устройства. По высоте тангенциальных пластин вихревого контактного устройства установлены горизонтальные дисковые перегородки. Причем, дисковые перегородки и верхнее основание вихревого контактного устройства в области крепления тангенциальных пластин выполнены с кольцевыми щелями, а на внешнем и внутреннем срезах горизонтальных дисковых перегородок, внешнем срезе верхнего основания вихревого контактного устройства установлены кольцевые буртики [см. патент RU 2287359 С2 МПК В01D 53/18, В01D 47/06, В01D 3/30]. Недостатком устройства является малое время контакта из-за высоких скоростей движения газовой и жидкой фаз, в результате снижается эффективность процесса.
В предлагаемом вихревом устройстве с двумя зонами контакта газовый поток тангенциально поступает в цилиндрический корпус 1 через тангенциально расположенный штуцер для входа газа 4. В первой зоне контакта газ, двигаясь сверху вниз в пространстве между спиральной лентой 3, контактирует с жидкостью, которая стекает по ленте 3 из узла сепарации 7. Достигнув циклонного завихрителя 6 газ, проходя через него, приобретает вихревое движение и поднимается по контактному патрубку 2. Жидкость поступает через штуцер для входа жидкости 5 в циклонный завихритель 6, где дробится газовым потоком на капли. Образовавшиеся капли отбрасываются закрученным газовым потоком на внутреннюю стенку контактного патрубка 2, образуют пленку, которая за счет энергии газового потока поднимается вверх. Пленка жидкости, поднимаясь вверх, контактирует с восходящим газовым потоком, образуя вторую зону контакта. На конце контактного патрубка 2 расположен узел сепарации 7, где происходит отделение газа и жидкость после контакта. Жидкость, из узла сепарации 7, стекает вниз по спиральной ленте 3 и удаляется из аппарата через штуцер для выхода отработанной жидкости 9. Очищенный газ удаляется из аппарата через штуцер для выхода очищенного газа 8. Время контакта газа и жидкости в аппарате увеличивается, так как увеличивается длина пути жидкости при постоянной высоте аппарата. Кроме того увеличивается массообменная эффективность аппарата, так как в первой зоне контакта свежий газ контактирует с отработанной жидкостью, а во второй - свежая жидкость контактирует с прореагировавшим газом. Таким образом, жидкость в аппарате используется наиболее эффективно.
Техническим результатом является повышение эффективности массообменных процессов при сохранении геометрических размеров аппарата.