Насадка для процессов тепломассообмена Советский патент 1991 года по МПК B01J19/30 

Изобретение относится к тепломассооб- менным процессам: абсорбции, ректификации, газоочистке, экстракции, охлаждению оборотной воды, процессам микробиологического синтеза, а именно к насадкам, применяющимся при их реализации.

Целью изобретения является увеличение интенсивности процесса за счет увели- ченяи скорости массопередачи.

На фиг. 1 показана нясадка с d 30 мм, общий вид; на фиг. 2 - то же, с d 50 мм; на фиг. 3 - график зависимости соотношения д /d от коэффициента массопередачи.

Насадка выполнена в виде отрезка трубы 1 с высотой, равной половине наружного диаметра, преимущетсвенно из пластических материалов.

Отношение толщины стенки ( 6 ) насадки к ее диаметру (d) составляет д /d 0,13-0,19.

Из заявленного оптимального диапазона отношения толщины насадки к ее диамет- py(d) 6 /й 0,13-0,19использованосреднее значение д /d 0,16, а - образец с d 30 мм; h/d 0,5; h 30 х 0,5 15 мм, а в - Образец с d 50 мм, h 50 х 0,5 25 мм. Таким образом, в соответствии с принятым отношением д /d 0,16 для образца атолщина стенки составляет и 0,16 х 30 4,8 мм , а для образца в д 0,16x50 8,0 мм.

Насадка работает следующим образом:

В устойчивом псевдоожиженьом состоянии элементы насадки перемещаются во всех плоскостях, интенсивно турбулизируя жидкость, при этом складывается наиболее

Оч

СО х|

00 О О

благоприятная для ведения тепломассооб- менных процессов гидродинамическая обстановка, обеспечивающая наиболее интенсивное взаимодействие фаз и их обновление, мелкодисперсное дробление жидкой фазы (проявляется влияние оптимальной массы насадки, определяемой оптимальными ее характеристиками), что сопровождается инверсией фаз, - в результате достигается максимальная скорость тепломассообмена и наибольшая эффективность процесса, реализуемого в заданных условиях.

Как показали испытания насадки (фиг. 2), изготовленной из винипласта с размера- ми 0,06 д /6 0,26, проведенные на экспериментальном стенде группы газоочистки кафедры Технология неорганических веществ ОПИ е колонне диаметром Д 0,2 м и на полупромышленной установке в ко- лонне диаметром Д 0,5 м в условиях абсорбции аммиака (колонна Д 0,2 м) и S1F4 (колонна Д - 0,5 м), насадка эффективно работает, в том числе и в условиях шламоот- ложения и образования гелей.

Оптимальная масса насадки, определяемая отношением 6 /d 0,13 - 0,19, придает ей при перемещении больший запас кинетической энергии, соударения сопровождаются очищением поверхности элементов от налипающих взвесей, обеспечивая самоочищение, При этом утолщенные стенки насадки

увеличивают ее прочность и соответственно долговечность, а процесс массопередачи реализуется в оптимальных условиях с достижением максимальных значений коэффициентов скорости массопередачи.

Предлагаемая конструкция насадки, сохраняя преимущества прототипа придает ей новые свойства самоочищения, прочность и долговечность, а главное - позволяет значительно повысить эффективность ее использования при реализации процессов тепломассообмена (в среднем на 30 - 50%, практически без дополнительных затрат), так как при массовой наработке такой кольцевой насадки с помощью экструзии изготовление труб любой толщины стенок идет с одинаковой скоростью, т;е. затраты на изготовление насадки те же, что и прототипа.

На графиках зависимости f (б /d) первые точки кривых 1,2,3 и 4 соответствуют прототипу и характеризуются минимальными значениями коэффициента скорости массопередачи.

Формула изобретения

Насадка для процессов тепломассообмена преимущественно из пластических материалов, выполненная в виде отрезка трубы высотой, равной половине наружного диаметра, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности процесса за счет увеличения скорости массопередачи, отношение толщины стенки насадки к ее диаметру составляет 0,13:0,19.

Область применения - тепломассообмен- ные процессы, реализуемые в химической, микробиологической промышленности и технике оборотного охлаждения, нефтехимические процессы. Цель изобретения - увеличение интенсивности процесса за счет увеличения скорости массопередачи. Сущность изобретения заключается в том, что для достижения поставленной цели отношение толщины стенки ( б ) насадки к ее диаметру (d) составляет д /d 0,13 - 0,19 при выполнении насадки в виде отрезка трубы с высотой, равной половине наружного диаметра. 3 ил., 1 табл.

Фм.1

Фт.1

Ј

и

:

0,10

Скорость аэа

д/

W, м/й: /- 2,0; 2- 4,0; S-4.5j 4-5,0

KoflbueSw ttacadxa t/з CPU2.3

0.150.200,25

д/с/