НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2004 года по МПК B01J19/30 B01D3/30 

Изобретение относится к контактным устройствам для проведения массообменных процессов между двумя фазами и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, газовой и др. отраслях промышленности.

Известна насадка, выполненная из полосы в виде кольца со сплошными или перфорированными стенками (Китаин Ю.В., Филин В.Я. Насадки массообменных колонн для систем газ жидкость. ЦИНТИхимнефтемаш, 1980.)

Эти насадки имеют малую удельную поверхность контакта, равную отношению поверхности развертки ленты с двух сторон на объем насадки, а также большую разницу свободного сечения при расположении ее на плоскости горизонтально или перпендикулярно образующей, что снижает равномерность распределения потоков и эффективность процесса массообмена.

Известна насадка по авторскому свидетельству №1606162 B 01 J 19/30 (прототип), в которой частично устранены вышеуказанные недостатки за счет применения спирально навитых колец из полосы. Выполнение насадки из плоской полосы с намоткой ее по спирали увеличивает удельную поверхность насадки и уменьшает разницу свободных сечений насадки в продольном и поперечном направлении, однако ограниченно, и недостатки по неравномерному распределению потоков и снижению эффективности сохраняются.

Целью изобретения является повышение эффективности массообмена насыпной насадки за счет увеличения ее удельной поверхности, улучшения распределения потоков контактирующих фаз.

Цель достигается тем, что полый элемент в виде объемного тела образован из полосы, профилированной в виде желоба, обращенного внутрь или наружу объемного тела, которое выполнено однозаходной или многозаходной спирали с шагом меньше длины развертки желоба, а также тем, что витки многозаходной спирали в смежных слоях перекрещиваются и (или) смещены друг относительно друга наполовину шага, а желоба выполнены в виде V, U или П-образного профиля.

Выполнение насадки из профилированной полосы в виде желоба, обращенного внутрь или наружу объемного тела и спирали с шагом меньше развертки желоба, позволяет выполнить живые сечения насадки в продольном и поперечном направлении примерно одинаковыми, что улучшает распределение контактируемых фаз в насадке; увеличить удельную поверхность насадки, что повышает эффективность процесса массообмена; выполнить насадку с максимально удерживающей способностью жидкой фазы в ней (при направлении открытой части желобов к центру насадки); выполнить насадку с минимальной удерживающей способностью жидкой фазы (при направлении открытой части желобов от центра насадки).

Выполнение насадки в виде многозаходной спирали со смещением витков в смежных слоях позволяет кроме увеличения удельной поверхности насадки, улучшить распределение потоков и обеспечить их турбулизацию.

Выполнение желобов насадки в виде V, U и П-образного профиля позволяет изменить удельную поверхность насадки, ее гидравлическое сопротивление и объем удерживаемой жидкости.

Таким образом, описанная конструкция насадки позволяет исключить прямой провал жидкости и проскок пара, увеличить время контакта фаз, повысить эффективность массопередачи путем постоянного изменения направления потоков газа и жидкости на насадке.

Автором из существующего уровня техники не известны насадки с указанными отличительными признаками.

На фиг.1 представлен вариант элемента насадки в форме цилиндрического объемного тела, выполненного в виде однозаходной спирали из профилированной полосы с расположением желобов наружу от центра (оси) насадки.

На фиг.2 показана развертка полосы насадки.

Предлагаемая насадка представляет собой объемное тело в виде спирали 1 (цилиндрической, прямоугольной, конической или др. формы), выполненной из полосы 2, профилированной в виде желоба 3.

Для увеличения удельной поверхности насадки длина развертки профиля 3 выполнена больше шага спирали 1.

Насадка работает следующим образом.

Жидкость, попав на насадку, равномерно растекается по ее поверхности, благодаря наличию ребер желобов, обеспечивающих одинаковое живое сечение насадки в любом направлении. Поднимающийся газ, постоянно изменяя направление, проходя через свободное сечение насадки, контактирует с жидкостью на развитой поверхности насадки.

Насадка для массообменных аппаратов относится к контактным устройствам для проведения массообменных процессов между двумя фазами и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, газовой и других отраслях промышленности. Насадка включает полый элемент в виде объемного тела, образованного из полосы, причем полоса профилирована в виде желоба, обращенного внутрь или наружу объемного тела, которое выполнено в виде однозаходной или многозаходной спирали с шагом меньше длины развертки желоба. Витки многозаходовой спирали в смежных слоях перекрещиваются и (или) смещены друг относительно друга на половину шага, к тому же желоба выполнены в виде V, U или П-образного профиля. Изобретение позволяет повысить эффективность массообмена насыпной насадки за счет увеличения ее удельной поверхности и улучшить распределение потоков контактирующих фаз. 2 ил.

1. Насадка для тепломассообменных аппаратов, включающая полый элемент в виде объемного тела, образованного из полосы, отличающаяся тем, что полоса профилирована в виде желоба, обращенного внутрь или наружу объемного тела, которое выполнено в виде однозаходной или многозаходной спирали с шагом меньше длины развертки желоба.2. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что витки многозаходной спирали в смежных слоях перекрещиваются и (или) смещены друг относительно друга на половину шага.3. Насадка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что желоба выполнены в виде V-, U- или П-образного профиля.