РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ Российский патент 1998 года по МПК B01J19/30 

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, предназначенных для проведения тепломассообменных процессов в системе газ (пар)-жидкость, и может найти применение в химической и ряде других смежных отраслей промышленности.

Известна регулярная насадка (авт.св. N 1373424 от 28.05.86 г., кл. B 01 D 53/20. Регулярная насадка), которая включает листы с гофрами, ориентированные под углом 15 - 45^o к вертикали, и с дополнительным рифлением, образующим с основными гофрами угол 75 - 100^o. При этом отношение высоты дополнительного рифления к его шагу 0,08 - 0,2, что позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена за счет улучшения условий перераспределения жидкости в объеме насадочного слоя.

Известен также блок насадочного материала для массообменной колонны (патент США N 5413741A от 01.03.94 г., НКИ 261-112.2, 428-183. Насадочный материал с вложенными элементами для дистилляционной колонны, прототип), содержащий парные параллельные пластины, образующие между собой каналы, которые обеспечивают распределение жидкой и паровой фаз во всем объеме колонны. Каждая пластина имеет гофры с вершинами, расположенными под углом к гофрам соседней пластины, и две стороны, одна из которых обращена навстречу второй пластине данной пары, а другая в - противоположном направлении. По меньшей мере в одной пластине каждой пары выполнены отверстия, расположенные в местах пересечения гофров двух пластин. В отверстия вставлены вершины гофров второй пластины, которые выступают наружу за пределы противоположной стороны первой пластины, создавая гидравлическое сопротивление потоку, движущемуся в канале между противоположной стороной первой пластины и пластиной соседней пары, и повышая тем самым гидравлическую емкость насадочного блока. В пропущенных через отверстия первой пластины вершинах гофров второй пластины выполнены дополнительные отверстия, через которые часть жидкости, движущейся вдоль противоположной стороны первой пластины, проходит на противоположную сторону второй пластины, в результате чего достигается более полное распределение жидкости в насадочном блоке.

Недостатком известных конструкций является то, что для выполнения гофрированных пластин необходимо иметь штампы определенных конфигураций для получения необходимой удельной поверхности пластин. Это требует больших трудозатрат, что, в свою очередь, повышает стоимость насадки.

Цель изобретения - повышение эффективности массопередачи и снижение трудозатрат при изготовлении насадки.

Цель достигается тем, что в регулярной насадке для тепломассообменных аппаратов, содержащей пакет набранный из параллельных листов с выступами, которые расположены под углом 25 - 45^o относительно вертикали и направлены на поверхностях обращенных друг к другу в противоположных направлениях, выступы выполнены в виде гибкого жгута из вязаного рукава, уложенного на каждом листе по винтовой спирали со смещением витков относительно друг друга.

Выполнение выступов таким образом позволило:
в зависимости от плотности (удельной поверхности жгута), при одинаковом расположении элементов насадок друг от друга получить различную удельную поверхность насадки;
в зависимости от числа ходов и шага навивки получить элементы с различной удельной поверхностью и различными каналами (свободным сечением) между выступами;
улучшить эффективность насадки не только за счет увеличения ее удельной поверхности, но и за счет улучшения эффективности сепарации насадки, так как сетчатый пористый жгут является хорошим сепаратором и дренажем для перемещения жидкости навстречу потоку газа без срыва капель;
в зависимости от геометрического размера и конфигурации жгута изменять параметры насадки;
снизить трудозатраты на изготовление насадки.

Авторам не известны из существующего уровня техники насадки, в которых повышение эффективности массопередачи и уменьшение трудозатрат при изготовлении достигалось бы подобным образом.

На чертеже изображен насадочный элемент регулярной насадки для тепломассообменных аппаратов.

Насадка включает уложенные в пакет плоские, параллельные листы 1 с выступами 2, расположенными под углом 25 - 45^o относительно вертикали и выполненными в виде гибкого жгута из вязаного рукава, который уложен на лист 1 по винтовой спирали со смещением витков относительно друг друга, причем листы в пакете уложены таким образом, что выступы на поверхностях листов, обращенных друг к другу, расположены в противоположных направлениях. Листы 1 могут быть перфорированные или рифленые.

Регулярная насадка работает следующим образом.

Жидкая фаза подается на верхний торец насадки и стекает в виде тонкой пленки по поверхности листов 1, взаимодействуя с восходящим потоком газа (пара). Выступы 2 в виде гибкого жгута, выполненного из вязаного рукава, турбулизирует жидкостную пленку, способствуя тем самым увеличению поверхности контакта фаз вследствие ее интенсивного обновления.

Угол наклона 25 - 45^o выступов к вертикальной оси и соответствующее их выполнение обеспечивает более рациональное использование рабочего объема насадочного слоя вследствие эффективного перераспределения жидкости по поверхности насадочных элементов.

Наполнение элементов насадки с выступами из вязаного рукава позволило дополнительно получить эффект сепарации и дренажа, что исключило срыв капель при перемещении жидкости навстречу потоку газа.

Предлагаемая регулярная насадка легка в изготовлении и не требует изготовления штампов, если конфигурация листа не изменяется, что значительно понижает стоимость насадки и трудоемкость ее изготовления.

Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов относится к конструкциям регулярных насадок, предназначенных для проведения тепломассообменных процессов в системе газ (пар)-жидкость и может найти применение в химической и ряде других смежных отраслей промышленности. Насадка содержит пакет, набранный из параллельных листов с выступами, расположенными под углом 25 - 45^o относительно вертикали, направленными на поверхностях обращенных друг к другу в противоположных направлениях и выполненными в виде гибкого жгута из вязаного рукава, уложенного на каждом листе по винтовой спирали со смещением витков относительно друг друга. Насадка обеспечивает эффективность массопередачи и снижение трудозатрат при ее изготовлении. 1 ил.

Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов, содержащая пакет, набранный из параллельных листов с выступами, которые расположены под углом 25 - 45^o относительно вертикали и направлены на поверхностях, обращенных друг к другу в противоположных направлениях, отличающаяся тем, что выступы выполнены в виде гибкого жгута из вязанного рукава, уложенного на каждом листе по винтовой спирали со смещением витков относительно друг друга.