Контактное устройство для колонных массообменных аппаратов Советский патент 1983 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к массо-теплообменным анпаратам для двухфазных и трехфазных систем, и может найти применение в химической, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Известно также контактное устройство, включаюшее тарелки с установленными над ними или под ними теплообменными трубами 1. Такие контактные устройства позволяют обеспечить равномерное распределение температуры контактирующих рабочих сред по всему сечению аппарата. Однако их использование в средах с высокой корризионной активностью требует применения дорогостоящих нержавеющих материалов и значительно утяжеляет и удорожает конструкцию массообменного аппарата. Известно контактное устройство для теплообменных аппаратов, включающее основание в виде центрального кольпа с жестко закрепленными на нем несущими ветвями и выполненный из гибкого полимерного материала трубчатый теплообменный элемент, переплетенный с песуп1ими ветвями основания. В качестве материала трубчатого теплообменного элемента применяют фторопласт, полиэтилен и другие пластмассы. Известное контактное устройство надежно и эффективно работает не только на двух, но и на трехфазных системах, т.е. с суспензиями. Такие устройства при работе с агрессивными средами не требуют применения дефицитных материалов, дешевы, легки, просты в изготовлении 2., Недостаток известных устройств заключается в том, что они не обеспечивают упорядоченного завихрения текущих рабочих сред, способствующего наиболее полному их контакту в зоне активного теплообмена, а следовательно, интенсивному проведению массообмена. Проходящие через просветы между гибкими трубками струи жидкости или суспензии получают равнонаправленное движение, при этом движущиеся под разными углами потоки могут взаимно гасить друг друга, что отнюдь не способствует интенсификации массообмена. Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена за счет создания завихрения рабочих потоков. Указанная цель достигается тем, что контактное устройство, включающее основание в виде центрального кольца с жестко закрепленными на нем несущими ветвями и выполненный,из гибкого полимерного материала трубчатый теплообменный элемент, переплетенный с несущими ветвями основания, снабжено закрепленными на центральном кольце радиальными направляющими лопастями, установленными наклонно к горизонтальной плоскости. Целесообразно радиальные лопасти выполнять с паза.ми для равномерной укладки по спирали трубчатого теплообменного элемента, а устройство снабжать обоймой, при этом концы радиальных лопастей прикреплены к обойме. Наклонное расположение радиальных лопастей способствует завихрению потоков рабочих сред, проходящих через контактное устройство, а следовательно, увеличению пути их движения и интенсификации процесса массообмена. Наличие пазов в кромках радиальных лопастей обеспечивает равные расстояния между ветвями теплооб.менника, а следовательно, и одинаковые просветы для прохода текущих рабочих сред, что способствует равномерности процесса теплообмена по всему сечению аппарата. Наличие наружной обоймы, в которой закреплены наружные концы радиальных лопастей, снособствует предотвращению гфоскока рабочих сред между контактным устройством и стенкой колонного аппарата, а это влияет па улучшение процесса массообмена; облегчению монтажа и де.монтажа, устройств в аппарате, которые могут устанавливаться непосредственно одно на другое, ;1ибо на помещаемые .между ними распорные элементы без дополнительн-ых средств крепления; предотвращение разрушения устройства, например, при использовании в пульсационных колоннах за счет придания контактному устройству дополнительной жесткости. На фиг. 1 показан.о предлагас.мое устройство, вид сверху; на фиг. 2 - разрез .-. на фиг. 1; на фиг. 3 -- разрез Б-Б на фиг.) Контактное устройство включает основание, состоящее из центрального кольца 1 и закрепленных на нем несущих ветвей 2, выполненных, например, в виде петель. С, песущими ветвями 2 переплетены BeiBii трубчатого теплообменного элемента 3, выполненного из гибкого полимерного материала, например фторопласта, полиэтилена и т.п. В кольце 1 закреплены также радиальные лопасти 4, на кромках которых и.мсются пазы 5 для равномерной укладки в них трубчатого тенлообменного элемента 3. Наружные концы радиальных лопастей 4 закреплены в обоймс6 сменными сегментами 7, имеющими на краях скосы, определяющие у1ол наклона oi п.москости лопасти 4 к горизонтальной плоскости, в которой расположено устройство в рабочем ноложепии. Этот угол может быть любым, но оптимальные его размеры лежат в пределах 01 10-60 в зависимости от расстояния между контактными устройствами в колонном аппарате, высоты аппарата и требуемого контакта рабочих сред. Концы лопастей 4 и сегменты 7 фиксированы в обойме 6 стопорным кольцом 8. Все детали контактного устройства могут быть выполнены из любого материала, т.е. пластмасс, керамики, металла. Контактные устройства устанавливаются в колонном массообменном. аппарате. Трубчатые теплообменные элементы с помощью известных приспособлений, напри1V1 иДОП 1 II ill .л ,л,1-1ч,) ..I-...-... мер коллекторов, сообщают с источником подачи тепло- или хладагента. В аппарат подают рабочие среды, например газ и суспензию. Проходя вдоль контактных устройств, рабочие среды контактируют с трубчатыми теплообменными элементами и наЧаГЫМИ 1 еиЛиииМСППЫМИ элстсп l агчп п ни греваются или охлаждаются до необходимой температуры. Благодаря наличию наклонно установленных радиальных лопас тей и образованных ими наклонных про. ходов, рабочие среды «закручиваются в пространстве между двумя контактными устройствами, время их контакта увеличивается за счет увеличения пути контакта, а процесс массообмена интенсифицируется. Контактн з1е устройства могут устанавли ваться по высоте массообменного аппара- - - -I та так, что углы наклона лопастей каждых двух соседних устройств противоположны, что вызывает изменение направления закручиваемого потока. Наличие сменных сегментов позволяет ---- легко изменять угол наклона лопастей.

1. КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛОННЫХ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, включающее основание в / 1... /а / . --..л , , ijiif L- / виде центрального кольца с жестко закрепленными на нем несущими ветвями .и выполненный из гибкого полимерного материала трубчатый теплообменный элемент, переплетенный с несущими ветвями основания,. отл«чаюы4 йся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет создания завихрения рабочих потоков, оно снабжено закрепленными на центральном кольце радиальными направляющими лопастями, установленными наклонно к горизонтальной плоскости. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиальные лопасти выполнены с пазами. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено обоймой, при этом I наружные концы радиальных лопастей прикреплены к обойме.. (Л со со 4 СО