Подвижная насадка для тепло- и массообменных аппаратов Советский патент 1992 года по МПК B01J19/30 

Изобретение относится к конструкциям насадок для тепло- и массооб- менных аппаратов, используемых для проведения процессов абсорбции, десорбции, мокрого пылеулавливания в химической, нефтехимической, энергетической, металлургической и других смежных отраслях промышленности.

Известны подвижные насадки для тепло- и мзсоообменнъгх аппаратов, выполненные в виде полых, сплошных или перфорированных тел вращения.

Недостатком этих насадок является то; что они собираются в агломераты и движутся под воздействием кинетн-

ческой энергии газа (жидкости) в . виде жгутов и пакетов, периодически разрушаясь и образуясь вновь, в результате чего теряется индивидуальность элементов насадки, а следовательно, снижается их динамика движения и равномерность распределения в рабочем объеме аппарата. Кроме-того,, существенно снижается эффективность воздействия насадки на газожидкост- ; ные потоки, что пр.нводит к снижению динамической поверхности контакта фаз и проскоку газа через контактную зону без взаимодействия с жидкостью.

Наиболее близкой к предлагаемой является подвижная насадка, представ

NJ

О

СА

15

.- .. : 3 :л:.--.:.г:: .17031

ляющая собой отдельные полые полусферы, соединенные между собой одно- витковой цилиндрической пружиной, .... обеспечивающей полусферам относктель 1

. ное симметричное перемещение сбли- , жениё или удаление.. .vv. :;. :.- .-...;

Однако при использовании известной насадки недостаточна эффективность . ; работы масообщенного аппарата п олч-уг5твнякндивидуального характера ;; движения элементов насадки, в резуль- .$.,

- тате чего не обеспечивается тесный: ,. ., . контакт газа с жидкостью во всем ра- .: бочем объеме массообменного аппарата и часть газового потока проскакивает контактную зону без очистки от вред- ; : ных ингредиентов.и пьши или без из- К.;.. : влечения целевого компонента. . . Г. Целью изобретений является повыше- п

:;ние эффективности работы аппарата за;

.счет увеличения поверхности контакта-; фаз и обеспечения относительного вра- щеиия. ; .v :.v 7V- .;. -.: ... :Ј.;.. . : :;... / .-j;:-,: ;. Указанная цель достигается тем, .Г 25 что в-подвижной насадке для тепло- 1 и массообменньпс аппаратов, выполнен-1 ной из отдельных частей с возможно-11. ; ;стью их относительного перемещения, : отдельные части насадки выполнены. -. ; - L

-.± -: . :: ----: :-: - ;;г; : : л-- :%- -- ..-. . --.- .- - --. . i j)

,с еоз мойк остью оТкосктельного враще-1;

;ния вокруг одного или нескол-ьких :.: : ;;;..-; ;стержней, которые они свободно t/ нанизаны, причем оси стержней не .

: падают с осевыми линиями частей на-. :.: садки и проходят параллельно ил и;, под углом к ннмг,. а смежные части насадки j ; :.;. вьшолнены несовпадающими по геометрия ;. и/илк по конструкции, кроме того дельные части насадки вьтолнены .- . сплошными со сквозными каналами раз-.

ной направленноЬти или полыми с че-i , :

редованиём перфорации стенок, а также с втулками, соединенными со стенками.;: наклонныгст ребрами жесткости, кмеющи- ./- ми форму лопасти..... . . .. -. На фиг.1 представлен элемент полой

шаровой касадки в свернутом виде, |

на фкг.2 элемент шаровой насадки : : из сплошного материала в развернутом виде; на фиг.3 - средняя часть полой шаровой насадки, вид сверху; - фигь4 - элемент кольцевой насадки, , собранный из кШ1Ьцезых частей, разли-; чающихся по геометрии и по коиструк-

50

55

дни; на фиг.5 - токзсе, различающихся только по конструкции (наличие лопастей на внутренней стенке среднего, ; кольца); на фиг.6 - комбинированный

1

;

; ,

. : :

:

)

.

.

:

-

71 -. :.-..:. .-..:. ....;- , 4 ..-.. . ... - ....

элемент насадки, собранный из цилиндрической и полусферических подвижных частей на двух независимых :стержнях. . . Комбинированные элементы насадки могут собираться из подвижных частей,

.принадлежащг-ix насадке (насадкам) более сложной конфигурации и конст-

рукции, и иметь в бтлйчие от предг ставленных на фиг. не три, а боль- щее Число подвижных частей и стерж- - нейч, l;y ;fv;U ;/Д- . - .-. / . . ;:: .., . -.:-.: /Подвижная насадка содержит стер- . жень . 1 (польй или сплошной), располагаемый как с эксцентриситетом Н, так и под углом об к осевым линиям подвиж-

ных частей независимые подвижные части 2 элементов насадки, лопасти 3, .: ; сквозные каналы 4, перфорацию 5 на ;стенках полых подвижных частей и . втулку 6. . v .-;. ;. .- .. : Насадка работает следующим обра-

. ЗОМ. /;. .; - . ... ;.- ;.- .. . .. ; - . -/.

.:;.... В рабочем режиме - режиме развитого псевдоожижения, когда элементы

насадки под воздействием кинетичёс- . :кой энергии газа (жидкости) начинают хаотически двигаться в газожидкостной : системе, их конфигурация и парусность постоянно меняются за счет неупоря- i. :дочгенного относительного разворота подвижных частей 2 вокруг стержней 1, Это происходит из-за неоднородности :, :гидродинамических условий в газожид- . костной системе, окружающей элемент насадки, где действие локальных . : струй газа и жидкости на подвижные . - части 2 не одинаковое, а также из-за ( различия в парусности самих подвиж- .. ных частей к потокам газа и жидкости, которое обеспечивается за счет несовпадения смежньк подвижньгх частей по : . геометрии Е/ИЛЙ по конструкции (для насадок из сплошного материала конст-. руктивкое отличие можно реализовать, ;например, путем выполнения сквозных каналов 4 разной направленности на смежных подвижных частях, а для по- :лых - чередованием перфорации 5 на

стенках подвижных частей, и из-за взаимных соударений элементов подвижной на садки друг с другом и с элементами конструкции аппарата.

Одновременно с изменением формы

: элементов насадки происходит смещение ; в них центра тяжести, изменение

удельной поверхности контакта. В за- i висимости от степени развертывания .

подвижных частей относительно друг

20

друга, а также от их внутренних конструктивных особенностей (например, наличие лопастей 3), удельная

поверхность предлагаемрй насадки, может в несколько раз превышать поверхность известных насадок Изменение парусности-элементов насадки вы-

|эывает разную степень воздействия на

/НИХ ПОТОКОВ (СТРУЙ) Газа И ЖИДКОСТИ, JQ

что придает каждому элементу насадки |свой индивидуальный характер и интенсивность движения в газожидкост- ;кой среде рабочего объема аппарата. (Смещение центра тяжести придает эле- (ментам насадки дополнительное враща- , тельное и колебательное движение, -повышая тем самым еще более подвиж- . юность элементов насадки. : -::

Испытания абсорбера с насадкой состоящей из трех подвижных частей сферы (Фиг.2) диаметром 36 мм со сквозными (3 км) каналами разной направленности, свободно нанизаных на стержень (5 кн) с эксцентриситетом 25 : , показали, что степень извлечения .SpЈ из газовоздушной смеси в : пределах одной секции абсорбера 97%. ,3то на 5-7% больше, чем для известных насадок, не обладающих индивидуальным 30 характером движения, : Таким образом, тепло- и массообмен- кые аппараты с предлагаемой насадкой jболее производительнее, что позволяет уменьшить число рабочих секций, а - .следовательно, высоту аппарата. ;

0

5 : 0 :

Формула изобретен и й.. 1. Подвижная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, выполнен.ная из отдельных частей, соединенных с помощью устройств для обеспечения ; их относительного перемещения, о т | л и ч an щ а я с я тем, что, с j целью повышения эффективности работы аппарата за счет увеличения поверх- |.- ности контакта фаз и обеспечения носительного вращения, устройство ; выполнено в виде одного или несколь, ких х тержней, на которые нанизаны р. отдельные.части насадки, при этом j

оси стержней проходят параллельно ;

:или под .углом к осевым линиям частей;

; насадки, а смежные части насадки полнены различными по геометрии ;

.и/или по толщине стенки. . I

2. Насадка по п. 1, о т л и ч а ю -Н щ а я с я тем, что отдельные частя насадки выполнены сплошными со сквбз- ными разнонаправленными каналами. | :

3. Насадка по п.1, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что отдельные части : насадки выполнены полыми н с перфорацией, при этом полые части чередуются с перфорированными о ,;: . . у..:.. 4. Насадка по. п.1, о т л и ч а ют щ а я с я тем, что отдельные части.; ;. насадки выполнены полыми с втулками, ,, соединенными со стенками посредством наклонных ребер,жесткости, имеющих форму лопасти. -; :: .;.;., i.J

Изобретение относится к конструкциям насадок для тепло- и массо- обменных аппаратов, используемых для проведения процессов абсорбции, десорбции, мокрого пылеулавливания в химической, нефтехимической, энергетической, металлургической и других смежных отраслях промышленности, и позволяет повысить эффективность работы аппарата за счет увеличения поверхности контакта фаз и относи- : тельного вращения. Подвижная насадка выполнена из отдельных частей с возможностью их относительного перемеще ния и вращения вокруг одного или ;. нескольких стержней, на которые они ; , свободно нанизаны, причем оси стержней не совпадают с осевыми линиями J частей насадки и проходят параллельно или под углом к ним, а смежные части; . насадки выполнены несовпадающими по ., геометрии и/или по конструкции. Кроме того, отдельные части насадки : выполнены или сплошными со сквозными каналами разной направленности, или } полыми с чередованием перфорации нок, а также с втулками, соединенными со стенками наклонными ребрами, имею-, щими форму лопасти. 3 зеп. ф-лы, у 6 ил. - у :- - . .: . : - ; .-. . .. О е

-. . f

Т Н

Фиг.2

ФагЛ , ..;-:i -;,:- . . Фиг.5

Редактор И.Шмакоза

Составитель Т.Кузнецова

Техред Л.Сердюкова ; Корректор М.Ыароши

6

а

Фиг.6