ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к тепломассобменным аппаратам и может быть использована для проведения процессов ректификации, абсорбции и десорбции в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известен вихревой аппарат для контакта пара и жидкости, содержащий корпус и расположенные по его высоте на полотне вихревые элементы, каждый из которых окружен цилиндрической обечайкой, в верхней части которой расположен сепаратор, и содержит переливную трубу для жидкости, размещенную по центру внутри обечайки и переливные устройства для отвода жидкости с тарелки (Авт. свидетельство СССР №182108, В01D 3/26, 1964 г.).
Наиболее близкой по технической сущности является выбранный заявителем за прототип тепломассообменный аппарат, включающий корпус с расположенными по высоте тарелками в виде полотен с переливными устройствами и контактными элементами, каждый из которых содержит выштампованный из полотна тарелки завихритель с радиально-расположенными лопатками, цилиндрическую обечайку, выполненную с прорезями, расположенными рядами по высоте, отогнутые кромки которых направлены во внутрь обечайки, (см. на пример, патент RU №2122881, В01D 3/26, 1997 г.)
Недостатком известных устройств является ограниченный диапазон устойчивой работы в области низких нагрузок по жидкости и высоких нагрузок по газу.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение диапазона устойчивой работы в области низких нагрузок по жидкости и высоких нагрузок по газу, в частности для десорберов с высокими значениями десорбционного фактора, промывочных зон и пр.
Решение технической задачи достигается тем, что тепломассообменный аппарат, включающий корпус с расположенными по высоте тарелками в виде полотен с переливными устройствами и контактными элементами, каждый из которых содержит выштампованный из полотна тарелки завихритель с радиально-расположенными лопатками, цилиндрическую обечайку, выполненную с прорезями, расположенными рядами по высоте, отогнутые кромки которых направлены во внутрь обечайки, согласно полезной модели, кромки прорезей расположенные в нижнем ряду сепарационной цилиндрической обечайки имеют направление, совпадающее с направлением лопаток завихрителя, при этом прорези размещены в промежутках между лопатками завихрителя с возможностью перекрытия по высоте лопаток завихрителя, причем каждое полотно снабжено дополнительным переливным устройством, установленным в его периферийной части, верхняя кромка которого расположена на расстоянии от полотна тарелки, превышающим верхний край нижнего ряда прорезей.
На фигуре 1 изображен продольный разрез тепломассообменного аппарата. На фигуре 2 - разрез по А-А фигуры 1, на фигуре 3 разрез по Б-Б фигуры 1.
Тепломассообменный аппарат включает корпус 1 с расположенными по высоте тарелками 2 в виде полотен с переливными устройствами 3 и контактными элементами 4, каждый из которых содержит выштампованный завихритель 5 с радиально расположенными лопатками, окружающий завихритель соосно установленную сепарационную цилиндрическую обечайку 6, выполненную с прорезями 7, расположенными рядами по высоте с отогнутыми во внутрь кромками.. Кромки прорезей 8, расположенных в нижнем ряду сепарационной цилиндрической обечайки имеют направление совпадающее с направлением лопаток завихрителя, прорези размещены в промежутках между лопатками завихрителя с возможностью перекрытия по высоте лопаток завихрителя. Переливное устройство, расположенное внутри контактного элемента, снабжено отражателем 9. Контактный элемент снабжен сепаратором 10. Каждое полотно снабжено дополнительным переливным устройством 11, установленным на его периферийной части, верхняя кромка которого расположена на расстоянии от полотна тарелки, превышающим верхний край нижнего ряда прорезей.
Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.
Пар (газ) из пространства под полотном поступает в контактный элемент, закручивается в завихрителе, вступая в контакт с жидкостью, поступающей в контактный элемент сверху через переливное устройство, а также инжектируемую через отгнутые кромки прорезей, расположенных в нижнем ряду цилиндрической обечайки. Жидкость закручивается вихревым патоком газа и отбрасывается на стенки сепарационной цилиндрической обечайки образуя вращающуюся пленку жидкости, которая срезается направленными против движения потока прорезями и отводится на полотно тарелки. Дополнительная сепарация капель жидкости осуществляется за счет подкрутки газожиткостного потока на отражателе в контактном элементе.
Размещение нижнего ряда прорезей сепарационной обечайки в промежутках между лопатками завихрителя обеспечивает инжекцию жидкости с полотна тарелки в контактный элемент за счет разрежения, создаваемого высокой скоростью закрученного в завихрителе потока газа. Выполнение кромок прорезей, расположенных в нижнем ряду цилиндрической сепарационной обечайки с направлениями, совпадающими с направлением лопаток завихрителя, и размещение их в промежутках между лопатками завихрителя, обеспечивает плавное обтекание их потоком газа, предотвращает торможение вращающегося потока, что существенно увеличивает инжекцию жидкости. Повышение уровня жидкости на полотне тарелки достигается за счет выполнения верхних кромок дополнительного переливного устройства, установленного на периферийной части полотна, по которому жидкость отводится на нижележащую тарелку. Расположение верхних кромок выше уровня нижнего ряда прорезей в обечайке также увеличивает кратность циркуляции жидкости через контактный элемент за счет увеличения статического давления столба жидкости. Тепломассообменный аппарат позволяет расширить диапазон устойчивой работы в области низких нагрузок по жидкости и высоких нагрузок по газу, в частности для десорберов с высокими значениями десорбционного фактора, промывочных зон и пр.