Насадка для массообменных процессов Советский патент 1990 года по МПК B01J19/30 

Изобретение относится к насадкам для массообменных аппаратов с псевдо- ожиженным трехфазным слоем, может найти применение в химической и других отраслях промышленности и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1271549.

Цель изобретения - интенсификация массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, улучшения структуры псевдоожиженного слоя и снижения гиравлического сопротивления.

На фиг, 1 изображена насадка в виде правильного выпуклого многогранника - икосаэдра; на фиг. 2 - кривые зависимости интенсивности перемешивания газожидкостного потока от величины смещения шара относительно центра насадки.

Насадка содержит полый элемент 1, выполненный в виде правильного выпуклого многогранника - икосаэдра, во внутренней полости которого заполнением объема 2 пористым материалом закреплен дополнительный элемент 3, выполненный в виде шара, плотность которого больше средней плотности на- садхи, а центр шара смещен относительно центра насадки на величину (0,2 - 0,6)R, где R - эквивалентный радиус насадки.

При работе аппарата в режим развитого псевдоожижения насадка совершает пульсационные и циркуляционные

C7I kl

о со

ю

движения. Элементы насадки 1 соударяются один с другим, совершая поступательные и вращательные движения, создавая большую турбулизацию потоков взаимодействующих фаз. На выпуклой поверхности элемента насадки благодаря присутствию ребер, граней и многогранных углов осуществляется струйное и капельное разбрызгивание жцц- кости, обеспечивающее высокую интенсивность перемешивания взаимодействующих фаз и активное обновление поверхности их контакта. Нижнее положение центра тяжести насадки за счет смещения центра вносит организацию в хаотическое движение элементов насадки. Ось вращения каждого элемента принимает вертикальное направление, обеспечивая отбрасывание струй и капель жидкости в плоскости, перпендикулярной движению потоков жидкости и газа. Это упорядочивает структуру трехфазного слоя, равномерно распределяя элементы насадки по рабочему объему аппарата, расширяет диапазон нагрузок по жидкости и газу, снижает гидравлическое сопротивление аппарата. Для определения интервала смещения шарового элемента относительно центра насадки проведены экспериментальные исследования, в ходе которых при постоянной, обеспечивающей режим развитого псевдоожижения, скорости газа, варьировалась величина плотности орошения и величина смещения шарового элемента. Интенсивность перемешивания трехфазного слоя количественно оценивалась электронносчетным прибором, измеряющим удельную (отнесенную к объему) поверхность раздела взаимодействующих фаз. Анализируя кривые, приведенные на фиг. 2, можно выбрать необходимый диапазон смещении шаря относительно центра насадки в пределах 0,2 - 0,6 эквивалентного радиуса насадки.

Использование насадки для массо- обмена между газами и жидкостью за

счет увеличения поверхности контакта взаимодействующих фаз и скорости ее обновления. Кроме этого, улучшение

структуры псевдоожиженного слоя исключает проскоки газовых струй, присутствие застойных зон в рабочем объеме аппарата и другие нарушения технологического режима. Существенно

снижаются энергетические затраты на транспортировку газа за счет снижения гидравлического сопротивления аппарата

Анализ полученных результатов эксперимента (фиг. 2) показывает, что интенсификация массообменных аппаратов с предлагаемой насадкой является целесообразной и ведет к увеличе-. нию удельной мсжбазовой поверхности

на 25-30% и снижению на 15-20% гид- . равляческого сопротивления аппарата, обеспечивающего ссответствующее снижение энергетических затрат на транспортировку газа

30

Формула изобретения

Насадка для массообменных процес- - сов по авт. св. N 1271549, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью интен- сифчкашш массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, улучшения структуры псевдоожиженного слоя и снижения гидравлического сопротивления, внешняя поверхность насадки выполнена в виде выпуклого многогранника, а шар смещен относительно центра на величину,, составляющую 0,2- эквивалентного радиуса насадки.

Изобретение относится к насадкам для массообменных аппаратов с псевдоожиженным трехфазным слоем. Изобретение позволяет интенсифицировать массообмен, снизить гидравлическое сопротивление и улучшить структуру псевдоожиженного слоя. При работе аппарата насадка совершает пульсационные и циркуляционные движения. Насадка включает полый элемент, внутри которого расположен дополнительный элемент в виде шара, центр которого смещен относительно центра насадки на величину 0,2-0,6R. Нижнее положение центра тяжести насадки за счет смещения центра шара обуславливает вертикальное направление оси вращения каждого элемента насадки и отбрасывание струй жидкости в плоскости, перпендикулярной движению потока. Это упорядочивает структуру трехфазного слоя, равномерно распределяя элементы насадки по рабочему объему, расширяет диапазон рабочих нагрузок по жидкости и газу, снижает гидравлическое сопротивление аппарата. 2 ил.

Фиг.1

Редактор О.Головач

Составитель А.Сондор Техред М.Ходанич

Заказ 1811

Тираж 415

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

О 0,2 0,ii 0,6 U8 Смещение центра шара, дом эквивалентного радиуса

Фиг. 2

Корректор С.Черни

Подписное