Контактное устройство пленочного типа Советский патент 1989 года по МПК B01D3/28 B01D11/04 

Изобретение относится к конструкция.м тепломассооб.менных аппаратов и может использоваться в нефтеперерабать вающей, нефтехимической и других отраслях промыщ- лепностн для приведения таких процессов как экстракция, ректификация и других аналогичных процессов в системах жидкость- жидкость и газ-жидкость, в пленочном режиме.

Цель изобретения - интенсификация тепло.массооб.менных процессов за счет увеличения поверхности контакта фаз и образования упорядоченного их движения.

На фиг. 1 представлен вариант предла- гае.мого устройства, в котором турбулизирующие элементы имеют форму поперечного сечения, симметричную относительно вертикальной оси; па фиг. 2 - возможные формы турбулизирующих эле.мептов; на фиг. 3 -

вариант предлагаемого устройства, в котором турбулизирующие элементы сгруппированы в блоки с нечетным числом элементов; на фиг. 4 - то же, с четным числом элементов; на фиг. 5 - вариант предлагаемого устройства, в котором турбулизирующие элементы снабжены внутренними каналами.

Контактное устройство пленочного типа состоит из илоскопараллельных прямоугольных элементов 1, сеток 2 с горизонтально расположенными турбулизирующими элементами 3 с формой поперечного сечения, сим.метричной относительно вертикальной оси. Турбулизирующие элементы 3 расположены параллельно сеткам 2 плоскопараллельных прямоугольных элементов 1. При этом эти турбулизирующие элементы 3 проходят через все плоскопараллельные прямоугольные элементы 1, пронизывая их. УстСП

00

ел

ройство также снабжено распределительными устройствами 4 и 5 для подачи соответ- ствепно тяжелой и легкой фаз. Турбулизи- рующие элементы могут содержать внутренние каналы 6 (фиг. 5) для теплоносителя 7.

Предлагаемое контактное устройство работает следующи.м образом.

Тяжелая фаза (жидкость) поступает через распределительное устройство для тяжелой фазы 4 и стекает по сеткам в виде пленки, толщина и режим течения которой будут зависеть от типа сетки (размера ячеек, материала и др.), удельной нагрузки и свойств взаи.модействующих потоков. Легкая фаза (газ или жидкость), которая хуже смачивает сетку, равномерно распределяется между эле- мента.ми 1 нижней части устройства, где отсутствуют турбулизирующие элементы. Легкая фаза движется внутри каждого элемента I и делится турбулизирующими элементами 3 на два потока, каждый из которых проходит через промежутки между турбулизирующими элементами 3 и сетками 2. Затем потоки попадают на выще расположенный элемент 3, с.мещиваются с лТ,ругими и процесс возобновляется. Интенсивность тепломассо- обменного процесса достигает наивысшего значения в .местах сужений .между сеткой 2 и турбулизирующим элементом 3 за счет увеличения линейной скорости потоков.

Схема взаимодействия потоков в случае, когда турбулизирующие элементы 3 сгруппированы в блоки, как показано на фиг. 3 и 4, обеспечивает перекрестно-поперечное движение фаз. При нечетном числе турбу- лизирующих элементов в блоке легкая фаза движется внутри каждого плоскопараллельного прямоугольного элемента с просветом (т.е. без турбулизирующего элемента) и делится на два потока, каждый из которых проходит через ячейки в сетках 2 и в пере- крестно.м токе взаимодействует с тяжелой фазой, стекающей по вертикальной поверхности сеток 2 в виде пленки. После чего потоки легкой фазы, поступающие в свободный от турбулизирующего элемента 3 выще- расположенный плоскопараллельный прямоугольный элемент 1 контактного устройства, смешиваются, и процесс возобновляется.

В случае четного числа турбулизирую- щих э. гементов в блоке легкая фаза попадает в каждую пару соседних плоскопараллельных прямоугольных элементов 1, свободных от турбулизирующих элементов 3. Далее поток легкой фазы сначала в противотоке, а затем, меняя направление на 90° и проходя через ячейки в сетках, в перекрестном токе взаимодействует с тяжелой фазой, стекающей самотеко.м по вертикальной поверх

ности сеток 2. После чего каждый поток легкой фазы попадает в ближайщий вышерасположенный плоскопараллельный прямоугольный элемент 1, свободный от турбулизирующего элемента 3, и процесс возобновляется.

Количество сеток, в которых осуществляется взаимодействие фаз в перекрестном токе, зависит от числа турбулизирующих элементов в каждом блоке, а также от того, четное или нечетное это число.

Интенсивность взаимодействия двух потоков значительно возрастает в местах сужения между сеткой и турбулизирующим элементом за счет увеличения линейной скорости движения дисперсионного потока. Это, в свою очередь, благоприятствует интенсивному подводу или отводу тепла в зоне контакта фаз, осуществляемому соответственно

горячим или холодным теплоносителем 7, поступающим во внутренние каналы 6 (фиг. 5). Схе.мы движения теплоносителя могут быть различными и зависят от условия протекания процесса, требований к монтажу

и других факторов.

Форма поперечного сечения тypбyv изи- рующих элементов 3 может быть различной, но обязательно симметричной относительно вертикальной оси, что позволяет уменьшить

застойные зоны в устройстве. Конкретная форма турбулизирующих элементов 3 также зависят от условий проведения процесса.

Осуществление сборки контактного устройства с контролируемыми геометрическими характеристиками (тип сетки, размер щели между турбулизирующими элементом и сеткой, тип турбулизирующего элемента, расстояние между сетками и др.) и возможность регулировки некоторых из них дает возможность работать данному устройству

в щироких диапазонах по взаимодействующим потокам.

Формула изобретения

1. Контактное устройство пленочного типа, включающее плоскопараллельные прямоугольные элементы, образованные расположенными вертикально и параллельно друг относительно друга перегородками в виде сеток и горизонтально расположенными турбулизирующими элементами, отличающееся тем, что, с целью интенсификации тепломас- сообменных процессов за счет увеличения поверхности контакта фаз и образования упорядоченного их движения, турбулизирующие элементы выполнены в виде стержней,

имеющих форму поперечного сечения, симметричную относительно вертикальной оси, и расположены параллельно сеткам, пронизывая все прямоугольные элементы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что турбулизирующие элементы сгруппированы в блоки, расположенные в шахматном порядке один относительно другого.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что турбулизирующие элементы выполнены с внутренними каналами.

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов и может использоваться для таких процессов, как экстракция, абсорбция или ректификация в пленочном режиме. Данное устройство позволяет интенсифицировать тепломассообменные процессы за счет увеличения поверхности контакта фаз и образования упорядоченного их движения благодаря тому, что в контактном устройстве пленочного типа, включающем плоскопараллельные прямоугольные элементы из сеток и горизонтально расположенные турбулизирующие элементы, турбулизирующие элементы выполнены в виде стержней, имеющих форму поперечного сечения, симметричную относительно вертикальной оси, и расположены между сетками параллельно одним из них и перпендикулярно к другим, пронизывая их все. Турбулизирующие элементы сгруппированы в блоки, расположенные в шахматном порядке один относительно другого. Турбулизирующие элементы могут быть выполнены с внутренними каналами. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

тwVVVVwVт vWтV

(риг З

m ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж

сригЛ

/

.

L JL i. J J

7

t I M t

5- срие.5