Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1991 года по МПК B01J19/32 

Изобретение относится к конструкции регулярных насадок, используемых в качестве контактных устройств для проведения процессов тепломассообмена в системах газ(пар)-жидкость в аппаратах, работающих при разрежении и близком к атмосферному давлению, таких, как ректификация, абсорбция, конденсация, очистка газов в пищевой, химической и нефтегазоперерабаты- вающей отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности работы насадки за счет создания колебательного движения просечных элементов и более рационального использования энергии газа

На фиг. 1-3 показаны виды насадки в трех проекциях; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - отдельный лист в изомет- рии; на фиг, 6 - фрагмент пакета насадки; на фиг. 7 - листы насадки с гофрированными участками: на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 7,

Насадка состоит из плоских вертикальных листов 1 с просечными элементами 2, повернутыми вокруг вертикальной оси, перпендикулярно к плоскости листа, и имеющими зубчатые верхние 3 и нижние 4 края Просечные элементы образуются путем просекания с трех сторон зубчатых отверстий 5 и их отгибания по четвертой стороне и последующего придания им Г-образной формы с удлиненным прямым параллельным плоскости листов участком, расположенным между листами. Просечные элементы и отверстия расположены вертикальными рядами. Контуры просечных элементов до vix из ибания, контуры отверстий и контуры промежутков между отверстиями по вертикали совпадают

Фрагмент пакета насадки из трех листов показан на фиг. 6 Расстояние между листами при стыковке выдерживается за счет применения специального дистанционного элемента, который условно не показан.

На фиг, 7 представлен лист насадки, в котором участки между отверстиями по вертикали и просечные элементы выполнены гофрированными в горизонтальном направлении. Просечные элементы имеют гофры 6

(Л

С

о

00

ел ел о

(фиг.7,8), а участки листов между горизонтальными отверстиями имеют гофры 7. Все гофры имеют Z-образную форму.

Насадка работает в режиме гравитационного капельно-пленочного течения жидкости с противоточным или нисходящим прямоточным движением газа. В обоих случаях жидкость равномерно распределяется на поверхность листов насадки и просечных элементов и стекает вниз, контактируя с га- зо(паровой)фазой. Насадка имеет низкое гидравлическое сопротивление.

Насадка собирается в пакеты и устанавливается в аппарат. В нижнюю часть аппарата подается парогазовая фаза, которая поднимается вверх между листами и взаимодействует с орошающей жидкость.

Жидкость равномерно распределяется на верхней части насадки и стекает, контактируя с парогазовым потоком. Особенность насадки состоит в том, что жидкость должна равномерно распределяться и на поверхности просечных элементов 2. При совместном взаимодействии силы тяжести просечных элементов и гидродинамичекого напора газа просечные элементы 2 приходят в колебательное движение, возмущая оба потока. При этом происходит дробление потоков жидкости и газа, перемешивание их за счет изменения вектора скорости этих потоков и в результате увеличивается интенсивность массообмена между рабочими средами.

При стекании жидкости вниз на каждых зубчатых краях 3 и 4 листов и просечных элементов 2 образуются капли, которые затем отрываются, пролетают в свободное падении до нижерасположенного элемента листа и после падения расплющиваются в пленку. Создается упорядоченное капель- но-пленочное течение жидкости с одинаковыми параметрами по вертикальным участкам плоских вертикальных листов 1 и по рядам просечных элементов 2.

Насадка сконструирована так, что путь, проходимый жидкостью по листам (между отверстиями) и по просечным элементам 2, одинаков, а также одинаков путь полета капель на участках отверстий. В результате этого созданы равноценные условия капельно-пленочного течения жидкости вертикальными рядами по листам и просечным элементам и одинаковая интенсивность тепло- и массообмена во всем объеме насадки.

Гофрирование листов и просечных элементов в горизонтальном направлении позволяет усилить колебательное движение просечных элементов и передать часть энергии колебательного движения на листы и за счет этого дополнительно повысить эффективность насадки.

Гофрированные участки находятся на пути потоков жидкости, стекающих по листам и просечным элементам, и турбулизуют жидкостной поток,

Дополнительное воздействие гофрированных участков на жидкость передается через газовую фазу, которая обтекая гофры, турбулизуется, способствуя усилению колебаний и развитию межфазной турбулентности во всем обьеме насадки,

Капли жидкости, падающие на гофриро- ванные участки, расплющиваются при ударах о гофры, слои жидкости при этом хорошо перемешиваются, и происходит

усиленное обновление поверхности контакта. Обтекая выступы и впадины гофров, пленка жидкости испытывает торможение и дополнительное перемешивание, вследствие чего увеличивается время контактирования фаз и интенсивность обработки жидкости.

Во время ударов капель о гофры и при обтекании ребер гофров газовый поток тоже турбулизуется,

При равных условиях работы коэффициент массопередачи предлагаемой насадки на 20-30% выше, чем известной.

Насадка проста в изготовлении и может быть получена путем штамповки и последующего выгибания просечных элементов.

Формула изобретения

1.Регулярная насадка для тепломассо- обменных аппаратов, содержащая вертикальные листы с отогнутыми просечными элементами с зубцами, при этом контуры просечных элементов и форма выступов и впадин просечных элементов одинаковы, отличающаяся тем, что, с целью

повышения эффективности работы насадки за счет создания колебательного движе- ния просечных элементов и более рационального использования энергии газа, просечные элементы выполнены Г-образной формы с прямым параллельным плоскости листов участком, расположенным посредине между листами.

2.Насадка по п. 1,отличающаяся тем, что просечные элементы и промежутки

листа по высоте между отверстиями имеют гофрированные в горизонтальном направлении участки Z-образного сечения.

L

J

Изобретение относится к конструкции регулярных насадок, используемых в качестве контактных устройств и позволяет повысить эффективность работ посадки за счет создания колебательного движения просечных элементов и более рационального использования энергии газа. Насадка состоит из плоских вертикальных листов 1 с просечными элементами 2, повернутыми вокруг вертикальной оси, перпендикулярно к плоскости листа, имеющими зубчатые верхние 3 и нижние 4 края 1 з.п. ф-лы, 8 ил

ФигЛ

Фиг. 2

Фиа.з

,1 J

2

-4

/

ФигЛ

Фиг,Ј

1

И

Фиг Л

6-5

Фиг. 8