Насадка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1987 года по МПК B01D53/20 

Изобретение относится к энергетическому и химическому машиностроению и может быть применено для проведения процессов массо- и теплообмена и пылеулавливания в тепломассообменных насадочных аппаратах и, в частности, в фильтрах-теплообменниках систем воздухо- и газоподготовки газотурбинных установок.

Цель изобретения - повышение эффективности насадки за счет снижения проскока газа.

На фиг. 1 изображена насадка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.. 1.

Элемент насадки представляет собой отрезок проволочной спирали 1, каждый виток которой смещен относительно соседнего витка таким образом, что угол между осью симметрии насадки и плоскостью витка спирали равен 10-45°.

Насадка работает следующим образом.

Насадку загружают в слой в виде засыпки. Газ проходит через слой насадки снизу, а жидкость - сверху.

Насадка выполнена в виде проволочной спирали, каждый виток спирали смещен относительно соседнего витка таким образом, что угол а между осью симметрии насадки и плоскостью витка спирали равен 10-45°.

При увеличении угла а между осью симметрии насадки и плоскостью витка спирали более 45° не происходит значительного уменьшения площади сечения внутреннего отверстия насадки и объема внутренней полости насадки. Поэтому эффективность насадки повыщается незначительно. Уменьщение угла а менее 10° нецелесообразно из-за сминания витков спирали и по технологическим причинам.

Каждый виток спирали имеет круглую форму и соотношение диаметра проволоки d,, и внутреннего диаметра витка насадки d;, определяется по следующей зависимости:

4- 0,25-1,0 Qb

При отнощении диаметра проволоки к внутреннему диаметру витка спирали менее 0,25( 0,25) и диаметре проволоки d,,, равном 1,5-2 мм, увеличиваются габаритные размеры насадки и эффективность ее снижается. При отношении диаметра проволоки dn к внутреннему диаметру витка

спирали d(,, равном 1 (-4 1), за счет витков спирали таким об разом, что угол а между осью симметрии насадки и плоскостью витка спирали составляет 45°, происходит полное перекрытие внутреннего отверстия спирали. Поэтому увеличение этого

отношения более 1 и уменьшение его менее 0,25 нецелесообразно.

Предлагаемая спиральная насадка имеет больщий насыпной вес по сравнению со спирально-эллипсной насадкой (известная) такого же размера, т.е. больщее число элементов в единице объема. Это обусловлено более простой и компактной формой насадки за счет эллипсной формы витков без поворота их на некоторый угол один относительно другого, что способствует более плотной упаковке и улучшению фильтрующих свойств насадки.

За счет того, что витки спирали плотно прижаты один к другому, твердые частицы

г и капли задерживаются между ними, что также приводит к улучщению фильтрующих свойств насадки. Предлагаемая насадка обладает равномерной проницаемостью каждого элемента насадки во всех направлениях. Это обусловлено значительным уменьщением

Q площади сечения внутреннего отверстия каждого элемента насадки и образованием небольшого зазора между витками на боковой поверхности каждого элемента насадки за счет смещения витков спирали. Все это приводит к лучшей гомогенизации системы и

5 устранению застойных зон, что способствует интенсификации процесса. Предлагаемая насадка устраняет также сцепляемость витков насадки между собой. Это обеспечивает свободную загрузку насадки в аппарат и выгрузку, а также перемещение пневмотранспор0 том. Кроме этого, предлагаемая насадка проще в изготовлении и не требует для этого специальных сложных приспособлений Все стадии процесса изготовления насадки легко организовать без применения ручного труда. Поэтому процесс удобен для ав35

тоиатизации.

Использование предлагаемой насадки позволяет повысить эффективность тепло- массоопередачи за счет увеличения поверхности контакта между газом и жидкостью. За счет более равномерного распределе40 ния газожидкостной смеси повыщается допустимая скорость газа в аппаратах. Это приводит к снижению габаритов тепломассообменных аппаратов приблизительно на 15% и повышению эффекта теплообмена и очистки газов от аэрозолей, а также поз45 воляет разработать новую технологию подготовки циклового воздуха и топливного газа в газотрубинных установках на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

50 В таблице приведена характеристика предлагаемой и известной насадок, изготовленных из алюминиевой проволоки диаметром 1,7 мм, высота элемента насадки 10 мм, наружный диаметр витков спирали 10 мм.

Предлагаемая 788 0,64 876000 727

Известная 749 0,66 833000 683

Предлагаемая насадка по сравнению со спирально-эллипсной насадкой имеет большую массу, число элементов и поверхность в единице объема.

Лабораторные испытания показывают, что количество испаренной жидкости в слое насадки толщиной 50 мм при одинаковых условиях эксперимента увеличивается приблизительно на 10%, а проскок мелкодисперсной пыли уменьшается примерно на 5%.

7 10

2 .- 10

Формула изобретения Насадка для тепломассообменных аппаратов, выполненная в виде проволочной спирали, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности насадки путем снижения проскока газа, каждый виток спирали смещен относительно соседнего витка таким образом, что угол между осью симметрии насадки и плоскостью витка спирали равен 10-45°, а соотношение диаметра проволоки и внутреннего диаметра витка насадки равно 0,25-1.

Изобретение может быть использовано для проведения процессов массотеплообме- на и пылеулавливания в насадочных аппаратах и позволяет повысить эффективность насадки путем уменьшения проскока газа. Это достигается тем, что каждый виток насадки, выполненный в виде проволочной спирали, смещен относительно соседнего витка с образованием угла 10-45°. Насадка выполнена с соотношением диаметра проволоки и внутреннего диаметра витка, равным 0,25-1. 2 ил., 1 табл. СГ5 00

Фи9.1

din

Фиг.2.