КОЖУХОТРУБНЫЙ АБСОРБЦИОННЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к аппаратам для очистки газов от нежелательных примесей жидким поглотителем-абсорбентом и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной, теплоэнергетической, биохимической, пищевой промышленности и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки вентиляционных выбросов.
Известны конструкции колонных аппаратов, которые используют в качестве абсорберов, содержащих корпус с патрубками входа и выхода газов и жидкого абсорбента [Рамм В.М. Абсорбция газов. - М: Химия, 1980. 560 с; Колонные аппараты: Каталог-справочник. - М: ЦНИИТИХимнефтемаш, 1966].
Недостатком этих конструкций является сложность отвода тепла абсорбции, особенно при экзотермических процессах, что снижает эффективность процесса и потребует увеличения расхода абсорбента.
За прототип принят абсорбер, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, внутри которого установлены вертикальные элементы, между которыми размещена насадка, при этом с целью интенсификации тепломассообмена за счет самовибрации насадки, она выполнена в виде колец, сцепленных друг с другом, а вертикальные элементы выполнены из мягкого эластичного и смачиваемого материала (описание изобретения к авторскому свидетельству №799794, опубл. 30.01.1981).
Недостатком устройства является недостаточная поверхность теплопередачи и скорость отвода тепла экзотермической реакции. При этом устройство не обеспечивает необходимого распределения абсорбента по рабочей камере абсорбера, что вызывает появление застойных зон при перемешивании компонентов и снижает эффективность технологического процесса.
Задача полезной модели - повышение эффективности процесса очистки ки газов, а также снижение количества потребляемого абсорбента.
Технический результат - возможность проведения процесса очистки газов от нежелательных примесей с высокой эффективностью и минимальным расходом абсорбента.
Технический результат достигается кожухотрубным абсорбционным аппаратом, содержащий корпус, при этом дополнительно снабжен рубашкой со штуцерами входа и выхода прямого теплоносителя; внутри корпуса вертикально расположен трубный пучок, где каждая труба имеет винтовую спираль, при этом каждый виток спирали расположен под углом 40…46° по отношению к трубе трубного пучка, спирали смежных труб имеют противоположное направление витков, а трубы жестко соединены друг с другом в точках соприкосновения спиралей с образованием жесткого каркаса; корпус имеет штуцеры для ввода оборотной воды и вывода прямой воды, проходящей внутри корпуса через трубы трубного пучка; штуцер с форсункой орошения для ввода жидкого адсорбента, штуцер-тройник с форсункой орошения для ввода жидкого адсорбента и вывода очищенного газа, форсунки орошения расположены диаметрально противоположно навстречу друг к другу; а также штуцер-тройник, расположенный в нижней части корпуса, для ввода неочищенных газов с примесью и вывода использованного абсорбента.
На фиг. 1 изображен кожухотрубный абсорбционный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - выносной элемент расположения витков по отношению к трубе трубного пучка А; на фиг. 3 - выносной элемент жесткого соединения труб друг с другом на точках соприкосновения спиралей Б.
Устройство состоит из корпуса 1 с рубашкой 2, штуцерами входа 3 и выхода 4 прямого теплоносителя, внутри корпуса 1 расположен трубный пучок 5, где каждая труба 6 имеет винтовую спираль 7, корпус 1 имеет штуцеры для ввода оборотной воды 8 и вывода прямой воды 9, проходящей внутри корпуса через трубы 6 трубного пучка 5; штуцер 10 с форсункой орошения 11 для ввода жидкого адсорбента, штуцер-тройник 12 с форсункой орошения 13 для ввода жидкого адсорбента и вывода очищенного газа, а также штуцер-тройник
14, расположенный в нижней части корпуса 1, для ввода неочищенных газов с примесью и вывода использованного абсорбента. Устройство работает следующим образом.
Абсорбент подавался в корпус 1 абсорбера форсункой 11 через патрубок 10 и форсункой 13 через патрубок-тройник 12, а газ через патрубок-тройник 14 и они равномерно распределялись по поперечному сечению абсорбера. Между трубами 6 трубного пучка 5 абсорбент стекал вниз в виде пленки, вступавшей во взаимодействие с газом и попадал в патрубок-тройник 14. Очищенный от нежелательных примесей газ выводился через патрубок-тройник 12.
Распыление абсорбента через форсунки, расположенные диаметрально противоположно навстречу друг к другу, задают направление потоку, рассеивая его по всей площади межтрубного пространства, что позволяет избежать застойных зон при перемешивании, при этом повышается эффективность технологического процесса. Применение трубного пучка, в котором каждая трубка имеет винтовую спираль, где каждый виток расположен под углом 40…46° по отношению к трубе трубного пучка, а в смежных трубках спирали имеют противоположное направление, позволяет увеличить площадь контактирующей поверхности и скорость теплопередачи за счет максимально дисперегированного потока. Применение рубашки со штуцерами ввода и вывода теплоносителя обеспечивает необходимый отвод тепла при абсорбции при минимальном расходе абсорбента. Для дополнительно охлаждения устройства установлены штуцеры для ввода и вывода оборотной и прямой воды, проходящей внутри корпуса через трубы трубного пучка.
Устройство может быть реализовано в различных отраслях промышленности при очистке газов от нежелательных примесей.