устройство для улавливания летучих веществ из газов брожения

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГАЗОВ БРОЖЕНИЯ, содержащее вертикально установленную колонну, снабженную в нижней и верхней частях патрубками для подвода и вывода газов брожения, подвода орошающей воды и вывода конденсата, размещенный по оси колонны теплообменник типа "труба в трубе" с патрубками для подвода и вывода охлаждающей воды, размещенный на начальном участке теплообменника винтообразный завихритель и оросительное устройство, состоящее из кожуха с отверстиями, расположенными по периметру внутренней трубы теплообменника, поворотный газовод, расположенные по высоте колонны контактные элементы, состоящие из кольцевых дисков с закрепленными на них стаканами с наклонными дугообразными патрубками, расположенные над каждым контактным элементом пленочные тарелки, состоящие из сопряженных дисков и цилиндра с прорезями в выступающей части цилиндра, и гидрозатворы, отличающееся тем, что гидрозатворы снабжены сепарационными камерами, сообщенными газовыми трубками с газовым пространством вышележащего контактного элемента, содержащего стаканы с дугообразными патрубками, при этом газовая трубка верхней сепарационной камеры соединена с газовыводной магистралью, а патрубок слива жидкой фазы из гидрозатворов расположен под каждой пленочной тарелкой, причем патрубок слива жидкой фазы из нижнего гидрозатвора сопряжен с нижней частью колонны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, к бродильной и микробиологической ее отраслям, а именно к устройствам для улавливания летучих веществ из газов брожения.

Известно устройство [1], содержащее вертикально установленную колонну, размещенный по оси колонны трубчатый охлаждающий теплообменник, расположенные по высоте колонны кольцевые провальные тарелки, смонтированные под каждой тарелкой контактные элементы, имеющие форму усеченного конуса, сопряженного меньшей вершиной с цилиндром, верхняя часть которого расположена выше зоны сопряжения и имеет прорези в выступающей части, патрубки для ввода и вывода охлаждающей и орошающей воды, подвода и вывода газов брожения.

Известно устройство [2], содержащее вертикально установленную колонну, снабженную патрубками для подвода и отвода газов брожения и орошающей воды, выполненный в виде трубы и размещенный по оси колонны теплообменник с патрубками для подвода и отвода охлаждающей воды, установленные по оси колонны пленочные контактные элементы и кольцевые массообменные тарелки, установленный на патрубке для подвода газов брожения винтообразный завихритель и оросительное устройство с дополнительным патрубком для подвода орошающей воды, переточные трубы с U-образными коленами, дополнительный патрубок для отвода орошающей воды, поворотный газовод, стаканы с завихрителями.

Недостатком устройства является сравнительно невысокая надежность при повышенных расходах газовой фазы, связанная с затруднением транспортировки жидкой фазы в виде вспененной жидкости, от вышележащего контактного элемента к нижележащему.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства.

В предложенном устройстве для улавливания летучих веществ из газов брожения, содержащем вертикально установленную колонну, снабженную в нижней и верхней ее частях патрубками для подвода и отвода газов брожения, подвода орошающей воды и вывода конденсата, размещенный по оси колонны теплообменник типа "труба в трубе" с патрубками для подвода и вывода охлаждающей воды, размещенные на начальном участке теплообменника, винтообразный завихритель и оросительное устройство, состоящее из кожуха с отверстиями, расположенными по периметру внутренней трубы теплообменника, поворотный газовод, расположенные по высоте колонны контактные элементы, состоящие из кольцевых дисков с закрепленными на них стаканами с наклонными дугообразными патрубками, расположенные над каждым контактным элементом пленочные тарелки, состоящие из сопряженных диска и цилиндра с прорезями в выступающей части цилиндра. При этом новизна заключается в том, что гидрозатворы снабжены сепарационными камерами, соединенными газовыми трубками с газовым пространством вышележащего контактного элемента, содержащего стаканы с дугообразными патрубками, причем газовая трубка самой верхней сепарационной камеры соединена с газовыводящей коммуникацией, а патрубки слива жидкой фазы из гидрозатворов, расположены под каждой пленочной тарелкой, при этом патрубок слива жидкой фазы с нижнего гидрозатвора сопряжен с нижней царгой колонны.

Техническим результатом при реализации изобретения является повышение надежности устройства при увеличении расходов газовой фазы по сравнению с оптимальным и при уменьшении плотности газожидкостного слоя, которое достигается за счет применения гидрозатворов, снабженных сепарационными камерами, соединенными газовыми трубками с газовым пространством вышележащего контактного элемента, содержащего стаканы с дугообразными патрубками. Предлагаемое техническое решение позволяет принудительно транспортиpовать газожидкостный поток с контактного элемента в соответствующую сепарационную камеру за счет образования перепада давлений между патрубком, соединяющим вход сепарационной камеры с корпусом колонны и местом сопряжения газовой трубки с корпусом колонны, причем влияние увеличения турбулентных пульсаций газожидкостного слоя на контактных элементах при повышенном расходе газовой фазы, которое затрудняет осуществление режима перекрестного тока, автоматически сглаживается за счет увеличения расхода газожидкостного потока через сепарационную камеру.

На фиг. 1 схематично изображен продольный разрез предлагаемого устройства; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Устройство для улавливания летучих веществ из газов брожения состоит из вертикально установленной колонны 1, размещенного по оси колонны теплообменника 2 типа "труба в трубе", размещенного на начальном участке теплообменника винтообразного завихрителя 3, оросительного устройства 4, состоящего из кожуха с отверстиями 5, расположенными по периметру внутренней трубы теплообменника 2, поворотного газовода 6 с патрубком 7 для слива конденсата, расположенных по высоте колонны контактных элементов 8, состоящих из кольцевых дисков 9, с закрепленными на них стаканами 10, снабженных наклонными дугообразными патрубками 11, пленочных таpелок 12, состоящих из сопряженных диска 13 и цилиндра 14 с прорезями 15 в выступающей части цилиндра, сепарационных камер 16, сопряженных с гидрозатворами 17 и газовыми патрубками 18, патрубков для подвода орошающей воды 19 и 20, патрубков 21 и 22 для подвода и вывода газов брожения, патрубков 23 и 24 для подвода и вывода охлаждающей воды и патрубка 25 для вывода конденсата из устройства.

Устройство работает следующим образом.

Газы брожения, содержащие летучие вещества, поступают через патрубок 21 в верхнюю часть внутренней трубы теплообменника 2, закручиваются винтообразным завихрителем 3 и в нисходящем прямотоке охлаждаются и взаимодействуют с частью орошающей воды, поступающей через патрубок 19, оросительное устройство 4 и отверстия 5 во внутреннюю трубу теплообменника 2. Далее частично очищенные газы по поворотному газоводу 6 поступают в нижнюю часть колонны 1, а через патрубок 7 выводится жидкая фаза. Далее газы брожения проходят через стаканы 10 и наклонные дугообразные патрубки 11, взаимодействуют со слоем жидкости, находящейся на кольцевом диске 9. Затем газовый поток разделяется на две части, большая из которых проходит через коаксиальный канал, образованный внутренней поверхностью цилиндра 14 и поверхностью внешней трубы теплообменника 2. В коаксиальном канале газы брожения охлаждаются и взаимодействуют с пленкой жидкости, стекающей по поверхности этого канала, и полученных после сепарации брызг.

Меньшая часть газового потока устремляется в нижнюю сепарационную камеру 16, увлекая за собой слой пены, который разделяется на жидкостный поток, направляемый через гидрозатвор 17, на нижележащий контактный элемент 8 или в нижнюю царгу колонны 1, а газовый поток через газовую трубку 18 направляется в газовое пространство вышележащего контактного элемента 8. Пройдя последовательно все контактные элементы, очищенные газы удаляются из устройства через патрубок 22. Большая часть орошающей воды поступает в колонну 1 через патрубок 20, взаимодействует с движущимся по колонне снизу вверх газами брожения на контактных элементах 8, затем через сепарационную камеру 16 и гидрозатвор 17 поступает на нижележащий контактный элемент 8. Пройдя последовательно все контактные элементы, жидкая фаза, насыщенная летучими веществами, удаляется из устройства через патрубок 25.

Использование принудительной транспортировки жидкой фазы со ступени на ступень позволяет повысить надежность устройства при повышенных нагрузках по газовой фазе.