Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1991 года по МПК B01J19/30 

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления тепло- и массообменных процессов в химической технологии, нефтехимии, пищевой, медицинской промышленности, а также в теплоэнергетике.

Целью изобретения является интенсификация процессов тепло- и массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз.

На фиг. 1 схематично представлена регулярная насадка, собранная в пакет: на фиг. 2 - насадка, вид в изометрии.

Насадка состоит из гофрированных газопроницаемых листов1. собранных в пакет. Эквидистантность листов 1 относительно друг друга достигается за счет монтажа их верхних и нижних торцовых частей

в планки 2 с косыми прорезями 3. Во избежание удлинения насадки за счет собственного веса и веса стекающей жидкости верхние и нижние планки 2 скрепляются между собой стяжками 4. Собранную в виде вертикальных пакетов насадку устанавливают в аппарат, где осуществляют процесс тепло- и массообмена.

Регулярная насадка работает следующим образом.

Жидкость подают на насадку сверху, а газ снизу. После распределительного устройства жидкость падает на верхнюю часть листов насадки и в виде пленки стекает Дойдя до вершины первого по ходу движения гофра, жидкость перетекает на ниже расположенную плоскость соседнего листа. Движущийся снизу противотоком навстречу

жидкости газ не позволяет струе жидкости упасть вертикально, а отклоняет назад часть жидкости и диспергирует ее на капли, которые частично отбрасываются вверх к вершине соседнего листа, обеспечивая тем самым орошение всей поверхности насадки

Высокоразвитая поверхность насадки обеспечивает интенсификацию процесса тепло- и массообмена. Дополнительный положительный эффект достигается за счет постоянной турбулизации пленки жидкости при ее движении по шероховатой поверхности тканого материала из сетки.

Испытывалась насадка, изготовленная из готовленная из гканой сетки. Материал сетки лавсан. Диаметр нити основы 0,65 мм, диаметр нити утка 0,9 мм. свободное сечение сетки 30%. Насадка изготавливалась в виде пакета габаритами 500-500 ЮОО мм Шаг между соседними гофрированными ли- стами варьировался. Высота гофра составляла 75 мм, величина шага между соседними листами в пакете по отношению к высоте гофра изменялась от 0,3 до 1,7. угол при вершине гофра 60°. Гофрирован- ные листки собирались в пакет, верхние и нижние торцовые части листов заправлялись в пластмассовые пленки с косыми прорезями Угол наклона прорезей на планки составлял 30° (половина угла при вершине гофра) Верхние и нижние планки скреплялись между собой стяжками из полиэфирных нитей. Испытания проводились на системе воздух - вода на опытном гидравлическом стенде с поперечным сечением мм, где моделировались условия работы промышленной градирни водообо- ротного цикла. Опыты проводились при нагрузках по жидкости от 3 до 12 м /ч, по газу доЗОООнм3/ч.

Испытания показывают, что вся позер хность насадки практически полностью орошается жидкостью, что позволяет увеличить активную поверхность на 18-20% и интенсифицировать процесс тепло-и массообме- на. Шероховатая поверхность тканого материала, образованная взаимно переплетными лавсановыми мононитями, обеспечивает постоянную турбулизацию стекающей пленки жидкости по всей по- верхности насадки, в результате чего процесс теплообмена интенсифицируется на 18-39% в зависимости от режима течения пленки Дополнительная интенсификация процесса тепло- и массооомена обеспечи- вается за счет перпендикулярного расположения основы тканого материала по отношению к преимущественному направлению движения пленки жидкости Интенсификация теплообмена составляет 6-11%, Наибольший эффект имеет место при ламинарном режиме течения пленки, характерном для ряда промышленных аппаратов.

Гидравлическое сопротивление испытанной насадки на 34-38% ниже по сравнению с прототипом.

Результаты испытаний насадки представлены в таблице (расход жидкости 6 м3/ч, газа 3000 нм3/ч), где Р - потеря напора в аппарате с насадкой; Т - перепад температур воды между входом и выходом в аппарате с насадкой

- ТвыХ.

Удельна поверхность испытаний насадки состав) яет 840-1150 м2/м3.

Таким образом, преимуществом предлагаемой насадки является то. что она по- зволяет организовать гидродинамическую картину, сочетающую в себе пленочное течение, распад пленки на капли с последующим осаждением их на нижележащей поверхности и организации там вновь пленочного течения, что повторяется от гофра к гофру на всем протяжении течения жидкости по насадке, а все это в совокупности обеспечивает высокую эффективность.

Предлагаемая насадка может быть использована для интенсификации технологических процессов в градирнях, абсорбционных и других тепло- и массообменных аппаратах

Формула мзобретения 1. Регулярная насадка для тепломассо- обменных аппаратов, выполненная в виде пакета вертикальных газопроницаемых гофрированных листов с параллельными гофра- .ми, отличающаяся тем. что, с целью интенсификации процессов тепло- и массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, вертикальные гофрированные листы расположены эквидистантно, гофры размещены горизонтально и выполнены с острым углом при вершине, при этом гофры заходят друг в друга у смежных листов.

2Насадка по п.1. отличающаяся тем, что расстояние между листами составляет 0,4-1,5 высоты гофра.

3Насадка поп 1. отличающая- с я тем, что вертикальные гофрированные листы выполнены из тканого материала, содержащего основу и уток, причем нити утка расположены перпендикулярно направлению контактирующих потоков.

4Насадка по п. 1. отличающая- с я тем, что направление контактирующих потоков перпендикулярно образующим гофра

Риг I

Изобретение относится к контактным устройствам тепло- и массообменных процессов в химической технологии, нефтехимии, теплоэнергетике и др. отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процессов тепло- и массо- обмена за счет увеличения поверхности контакта фаз. Регулярная насадка выполнена в виде пакета вертикальных газопроницаемых гофрированных листов с параллельными гофрами. Вертикальные гофрированные листы расположены эквидистантно, гофры размещены горизонтально и выполнены с острым углом при вершине, при этом гофры заходят друг в друга у смежных листов. Направление контактирующих потоков перпендикулярно образующим гофра. Вертикальные гофрированные листы выполнены из тканого материала, содержащего основу и уток, причем нити утка расположены перпендикулярно направлению контактирующих потоков. 3 з.п. ф-лы, 2 ил,, 1 табл.