МНОГОСЛОЙНАЯ НАСАДКА Российский патент 2004 года по МПК B01J19/32 B01D45/08 

Изобретение относится к области нефтехимического и газового машиностроения, в частности к сепарационным, контактным и разделительным насадкам тепломассообменных аппаратов, и может быть использовано в процессах контактного взаимодействия фаз, преимущественно в:
- газожидкостных сепараторах,
- разделителях несмешивающихся жидких смесей, преимущественно горизонтального типа.

Известны многослойные насадки с движением фаз вдоль контактных и поперек контактных элементов. Первые обычно применяются в вертикальных аппаратах, а вторые - в горизонтальных, где имеются ограничения по высоте аппарата. Предложенное изобретение касается многослойных насадок с движением фаз через слои. Известны многослойные насадки с движением фаз через них для сепараторов, выполненные в виде параллельно расположенных сетчатых и нитчатых пакетов, закрепленных на рамах с помощью фиксаторов (а.с. 599825, 1044313, 1404096, патент РФ 2006263, кл. B 01 D 45/08, а.с. 1393454, кл. B 01 D 45/00, патент США 3006436, кл. 55-233. Основными недостатками этих устройств является сложность изготовления насадки, необходимость наличия множества слоев для эффективной сепарации или контакта, ненадежность фиксации.

Известна также насадка по патенту РФ 2090256, кл. B 01 J 19/32, В 01 D 45/08, в которой частично устранены вышеуказанные недостатки за счет упрощения крепления контактных элементов (нитей) на общих стержневых фиксаторах. Однако недостатки по трудоемкости изготовления из-за необходимости пропускания нитей в отверстия желобов, наличие множества слоев (рам), желобов, неэффективного контакта, обусловленного различной плотностью расположения нитей на раме, сохраняются.

Изобретение направлено на создание простой не трудоемкой в изготовлении конструкции многослойной насадки из гибких элементов, при прохождении фаз через которую обеспечиваются хорошая смачиваемость контактных элементов и дренаж по ним жидкости.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в массообменной насадке, содержащей рамные решетчатые пакеты с гибкими контактными элементами, закрепленными в рамах с помощью фиксаторов, каждый гибкий контактный элемент выполнен из пористого жгута в виде змейки, образующей ряд чередующихся вертикальных стержневых контактных элементов, поочередно соединенных между собой в верхней и нижней части в местах крепления к раме фиксаторами, а также тем, что пористый жгут выполнен полым, а вертикальные стержневые контактные элементы в поперечном сечении насадки расположены по равносторонним треугольникам с шагом, равным или меньше двух диаметров жгута, причем по крайней мере одна рама со стороны набегания фаз снабжена полыми контактными элементами, а фиксаторы отогнуты или отштампованы из поперечных частей рам, причем их длина соответствует зазору между контактными элементами.

Предложенная конструкция насадки проста в изготовлении. Рама может быть выполнена из листового материала, фиксаторы длиной, соответствующей зазору между контактными элементами, отогнуты или отштампованы на поперечинах рамы и обеспечивают простое и надежное крепление контактных элементов на раме без их вращения. Выполнение контактных элементов в виде микроструктуры из объемного жгута уменьшает количество пакетов в насадке, допускает увеличение их высоты без срыва жидкости с контактных элементов, что исключает необходимость выполнения насадки из секций по высоте и исключает наличие желобов, так как в этом случае насадка размещается на основании аппарата или поддоне и допускает увеличенное количество жидкости в газе, обеспечивая съем ее на первой раме, допускающей большие нагрузки по жидкости в объеме пористого жгута.

Заявителю не известны из существующего уровня техники насадки, в которых упрощение конструкции, уменьшение трудозатрат при изготовлении и повышение эффективности аппарата достигалось бы подобным образом.

На фиг.1 представлен общий вид многослойной насадки.

На фиг.2 - пакет насадки в поперечном разрезе.

На фиг.3 - насадка в продольном разрезе.

Многослойная насадка 1 содержит пакет 2 из рам 3 с закрепленными между верхними 4 и нижними 5 перемычками рам на фиксаторах 6 контактными элементами 7 из пористого жгута, уложенного змейкой с одной стороны рамы.

Рамы образуют пакет 2, в котором контактные элементы 7 расположены по равностороннему треугольнику (фиг.2). Насадка размещена на поддоне 8 и сверху закрыта крышкой 9.

Многослойная насадка работает следующим образом.

Поток газа, содержащий капельную жидкость, поступает на насадку. Газ проходит между контактными элементами 7, капли жидкости за счет сил инерции осаждаются на контактных элементах. Смачивая микроструктуру насадки, жидкость удерживается на ней за счет сил поверхностного натяжения и не может быть сорвана потоком газа. Заполняя объем микроструктуры, жидкость накапливаясь стекает по контактным элементам на поддон или дно аппарата, откуда отводится. Отсепарированный от капель жидкости газ поступает на смежные пакеты, где дополнительно отделяются капли жидкости, и отбирается в виде готового продукта.

Многослойная насадка может работать и в разделителях несмешивающихся жидкостей, например, для отделения тяжелой жидкой фазы от легкой.

Многослойная насадка относится к области нефтехимического и газового машиностроения, в частности к сепарационным, контактным и разделительным насадкам тепломассообменных аппаратов, и может быть использовано в процессах контактного взаимодействия фаз, преимущественно в газожидкостных сепараторах и разделителях несмешивающихся жидких смесей, преимущественно горизонтального типа. Насадка содержит рамные решетчатые пакеты с гибкими контактными элементами, закрепленными в рамах с помощью фиксаторов, причем каждый гибкий контактный элемент выполнен из пористого жгута в виде змейки, образующей ряд чередующихся вертикальных стержневых контактных элементов, поочередно соединенных между собой в верхней и нижней части в местах крепления к раме фиксаторами. Пористый жгут выполнен полым, причем вертикальные стержневые контактные элементы в поперечном сечении насадки расположены по равносторонним треугольникам с шагом, равным или меньше двух диаметров жгута, причем по крайней мере одна рама со стороны набегания фаз снабжена полыми контактными элементами, а фиксаторы отогнуты или отштампованы из поперечных частей рам, причем их длина соответствует зазору между контактными элементами. При прохождении фаз через насадку обеспечивается хорошая смачиваемость контактных элементов и дренаж по ним жидкости. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Многослойная насадка, содержащая рамные решетчатые пакеты с гибкими контактными элементами, закрепленными в рамах с помощью фиксаторов, отличающаяся тем, что каждый гибкий контактный элемент выполнен из пористого жгута в виде змейки, образующей ряд чередующихся вертикальных стержневых контактных элементов, поочередно соединенных между собой в верхней и нижней части в местах крепления к раме фиксаторами.2. Многослойная насадка по п.1, отличающаяся тем, что пористый жгут выполнен полым.3. Многослойная насадка по п.1, отличающаяся тем, что вертикальные стержневые контактные элементы в поперечном сечении насадки расположены по равносторонним треугольникам с шагом, равным или меньше двух диаметров жгута, причем по крайней мере одна рама со стороны набегания фаз снабжена полыми контактными элементами.4. Многослойная насадка по п.1, отличающаяся тем, что фиксаторы отогнуты или отштампованы из поперечных частей рам, причем их длина соответствует зазору между контактными элементами.