СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ НЕКОНДЕНСИРУЮЩИХСЯ ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B01D5/00 

Изобретение относится к теплотехнике и может найти применение в теплоэнергетике, химическом производстве, холодильной технике и в других отраслях, где применяются конденсаторы парогазовых смесей, абсорбционные холодильные машины и т.д. Преимущественно изобретение предназначено для разделения смесей на газ и пар и повышения эффективности новых и имеющихся конденсаторов и холодильных установок.

Кроме того, при наличии даже малых концентраций неконденсирующегося газа, резко ухудшается процесс теплообмена из-за образования диффузионного слоя этого газа у поверхности конденсации.

Известен способ отделения смешанного с парами газа и устройство для осуществления способа путем конденсации контактным охлаждением на трубах пара и концентрирования во всем рабочем объеме газов. Затем этот газ удаляется через камеру и фильтр.

Недостатком известного способа и устройства является то, что процесс концентрирования газов ведется во всем рабочем объеме и удаление их осуществляется периодически путем остановки процесса.

В основу изобретения положена задача более эффективного разделения смесей на газ и пар, повышения теплоэнергетических характеристик существующих и вновь создаваемых промышленных конденсаторов и холодильных машин.

Задача решается тем, что в предлагаемом способе и устройстве процесс отделения неконденсирующихся газов с возможным последующим удалением их из полости конденсатора происходит за счет того, что неконденсирующийся газ в паре улавливается и удерживается зернистым слоем, размещенным на теплообменной трубе и позволяющим сконцентрировать газ в некоторой части объема конденсатора. Тем самым появляется возможность вести непрерывный процесс конденсации с одновременным удалением сконцентрированного газа, что, в свою очередь, интенсифицирует процесс теплообмена, если ставится такая задача.

На фиг. 1 представлены экспериментальные данные для обычного конденсатора (линия 1) и для конденсатора со специальным устройством для улавливания неконденсирующихся газов (линия 2). Эксперимент проводился при постоянном температурном напоре Δ T 15^oC, рабочее вещество хладон-12. На фиг. 1 приняты следующие обозначения: a коэффициент теплоотдачи, кВт/м²•K; Y концентрация неконденсирующихся газов в системе, моль•д.

Из фиг. 1 видно, что при прочих равных условиях процесс теплообмена при конденсации в кожухотрубном конденсаторе с установленным устройством для улавливания неконденсирующихся газов (линия 2) по сравнению с конденсатором без устройства, происходит интенсивнее. Это говорит о том, что неконденсирующиеся газы находятся в зернистом слое и удерживаются там, подпираемые потоком пара.

На фиг. 2 представлено устройство, позволяющее осуществить данный способ отделения газа. Оно содержит цилиндр 1 со штуцером 2 для периодического удаления газов и сеткой 3 для удерживания зернистого материала 4 и прохода парогазовой смеси и конденсата. Цилиндр крепится на трубе 5, через которую течет охлаждающая жидкость. Устройство позволяет концентрировать неконденсирующиеся газы и таким образом происходит процесс разделения смесей на газ и пар. При удалении газа смесь обедняется неконденсирующимися компонентами и процесс теплообмена интенсифицируется.

Использование: в теплоэнергетике, в химическом производстве, холодильной технике и в других отраслях, где применяются конденсаторы парогазовых смесей, для разделения смесей на газ и пар и повышения теплоэнергетических характеристик существующих и вновь создаваемых промышленных конденсаторов и холодильных машин. Сущность изобретения: неконденсирующийся газ концентрируют в зернистом слое, занимающем некоторую часть рабочего объема, и газ удаляют за счет перепада давления. Устройство содержит теплообменную трубу, на которую дополнительно установлен цилиндр, охватывающий трубу с зазором, где размещен слой зернистого материала. По одному торцу цилиндра установлена сетка, по другому - штуцер для удаления неконденсирующихся газов. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ отделения неконденсирующихся газов из парогазовой смеси, заключающийся в конденсации паровой фазы, накапливании неконденсирующегося газа и удалении его из рабочего объема, отличающийся тем, что неконденсирующийся газ накапливают в зернистом слое, занимающем некоторую часть рабочего объема, и периодически удаляют. 2. Устройство для отделения неконденсирующихся газов из парогазовой смеси, содержащее теплообменную трубу, отличающееся тем, что оно дополнительно включает цилиндр, охватывающий трубу с зазором, в котором размещен слой зернистого материала, причем по торцу цилиндра установлена сетка, а с противоположной стороны штуцер для удаления неконденсирующихся газов.