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

Изобретение относится к устройствам для осуществления тепло- и массообменных процессов в химической технологии, нефтехимии, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.

Известна объемная насадка, включающая полый элемент, сплюснутый по длине уменьшения поперечного сечения с перекрытием полости элемента у вершины.

Недостатком указанной конструкции является значительное гидравлическое сопротивление, неполное использование рабочей поверхности, значительная материалоемкость и сложность изготовления насадки.

Наиболее близким к предлагаемой является регулярная Насадка Котляревского, выполненная в виде блоков, состоящих из положенных один на другой торОв, в общее отверстие которых до полного его заполнения вставлены сжатые с боков торы, при

этом оси торов взаимно перпендикулярны, а сами торы выполнены из трикотажного цилиндра путем его сворачивания с одного или двух концов.

Недостатками указанного устройства являются повышенное гидравлическое сопротивление за счет вставленных сжатых с боков торов, а также значительное увеличение материалоемкости насадки без заметного выигрыша в тепло- и массообменных характеристиках.

Цель изобретения - снижение гидравличеркого сопротивления насадки при одновременном сохранении эффективности массообмена и снижение материалоемкости. Указанная цель достигается тем. что в насадке кажДый тор выполнен из синтетических мононитей кулирной гладью из двух одинаковых по диаметру трикотажных ци линдров. имеющих общую ось, причем величина ячейки по горизонтали составляет 820 диаметров мононити, по вертикали - 7-9 диаметров мононити, а поверхностный модуль петли составляет 1.6-6,0. Использование кулирной глади в виде тора из двух одинаковых по диаметру трикотажных цилиндров позволяет добиться необходимой жесткости насадки, не прибегая к заполнению отверстий сжатыми с боков торами, тем самым снижается материалоемкость. Кроме того, тор, выполненный из двух одинаковых по диаметру трикотажных цилиндров обеспечивает высокоразвитую активную поверхность, что позволяет сохранить эффективность тепло- и массообмена. Величина ячейки по горизонтали составляет 8-20 диаметров мононити, по вертикали 7-9 диаметров мононити, а поверхностный модуль петли 1,6-6,0-обеспенивает снижение гидравлического сопротивления насадки за счет образования извилистых каналов для прохождения газового потока.

Поверхностный м&дуль петли определяется по формуле

А -В

ГПп

где А - величина ячейки по горизонтали;

В - величина ячейки по вертикали;

- длина петли;

d - диаметр мононити,

На фиг. 1 представлен колонный аппарат с изображени йм контактирующих потоков, разрез; на фиг. 2 - фрагмент кулирной глади, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - насадка.

Длина петли определяется суммой участков и аа + аб + и ев + и вг + ь гд + иде.

Насадка 1 засыпается беспорядочно в аппарат 2 на колосниковую решетку 3. Во избежание ее уноса при работе колонн над слоем насадки установлена колосникоазя решетка 4 с большим живым сечением.

На фиг. 2 представлен фрагмент кулирной гяади, где А - величина ячейки по горизонтали; Б - величина ячейки по вертикали.

Орошающий раствор попадает на слой насадки, гДе происходит тепло- и массообмен с потоком газа.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость {L) подают на насадку сверху, а газ (G) снизу (фиг. 1). После распределительного устройства жидкость попадает на верхнюю часть насадки и в виде пленки стекает, контактируя при этом на поверхности насадки с газом. Высокоразвитая поверхность насадки обеспечивает сохранение эффе;стмвности тепло- и массобмена. До;

полнительный положительный эффект достигается за счет постоянной турбулизации пленки жидкости при ее движении по шероховатой поверхности тканой насадки. Насадка занимает произвольное по отношению к горизонтальной плоскости положение, образуя при этом извилистые каналы для прохождения газа, что способствует снижению гидравлического сопротивления.

Пример. Насадку изготавливают мз полипропиленовых монрнитей согласно ТУ 6-06-527-86 диаметром 0,3 мм методом кулирной глади. Вес 1 м насадки 18 кг. Изготовление насадки производят на типовом оборудовании. Насадку засыпают в аппарат диаметром 500 мм на колосниковую решетку. Высота слоя насадки 1,5 м. Сверху монтируют вторую решетку во избежание уноса

насадки из аппарата. Скорость воздуха в колонне 0,64-3.4 м/с (в расчете на полное сечение аппарата) и плотность орошения 20-135 м /м ч. Проводят опыты по изучению гидравлического сопротивления в зависимости от скорости воздуха и плотности орошения на режиме инверсии фаз.

Оценку показателей осуществляют по общеизвестным методикам.

В таблице приведены полученные данные,

Наибольший положительный эффект показан в примерах 3, 6, 9. 15 и 18.

Когда отношение размера ячейки по горизонтали либо отношение размера ячейки

по вертикали к диаметру мононити составляет 7 или 6 (соответственно примеры 1 и 7), наблюдается скачок величины гидравлического сопротивления, а также увеличение материалоемкости насадки.

При отношении размера ячейки по горизонтали равном 21 (пример 5). либо при отношении размера ячейки по вертикали к диаметру мононити, равном 10 (пример 11), наблюдается проскок газа без контакта с

жидкостью, что приводит к снижению эффективности массообмена.

Изменение поверхностного модуля петли ведет к уплотнению либо к растяжению

структуры кулирной глади. Если поверхностный модуль петли составляет. 1.5 (пример 13), структура насадки уплотняется, увеличивается гидравлическое сопротивление насадки и .вес, т.е. материалоемкость. Если

поверхностный модуль петли равен 6,1 (пример 17) нарушается жесткость насадки и снижается массообменная способность за счет неполного контакта газа и жидкости, вызванного проскоком газа через ячейки насадки.

При использовании другого вида материала (примеры 6, 12 и 18) при совокупности заявляемых признаков достигнут положительный эффект и показана независимость вида материала на гидравлическое сопротивление и ма- ериалоемкость.

Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление и материалоемкость насадки.

Формула изобретения

Насадка для тепло- и массообменных аппаратов в виде торов, уложенных друг на друга, изготовленная из трикотажного цилиндра путем его сворачивания с одного

или двух концов, отличающаяся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления при одновременном сохранении эффективности массообмеиа и снижения материалоемкости, она снабжена дополнительным цилиндром, натянутым на основной и свернутым с одного или двух концов, при этом торы основного и дополнительного цилиндров выполнены из синтетических мононитей кулирной гладью, образующих ячейки, величина ячейки каждого цилиндра по горизонтали составляет 8-20 диаметров мононити, по вертикали 7-9 диаметров мононити, а высота петли составляет 1,6-6,0 мм.

Изобретение относится к устройствамдля осуществления тепло- и массообмен- 'ных процессов в химической технологии, нефтехимии, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления при'одновременном сохранении эффективности массообмена и снижение материалоемкости, Насадка состоит из торов, каждый из которых выполнен из синтетических мононитей кулирной гладью из двух одинаковых по диаметру трикотажных цилиндров, имеющих общую ось, причем величина ячейки каждого цилиндра по горизонтали составляет 8-20 диаметров мононити, по-вертикали - 7-9 диаметров мононити, а поверхностный модуль петли составляет 1.6-6,0.4 ил.

0

570

2,0 2.0 2,0 2.0 2,0 2.0

20

8 8 8 8 8 U

7

а

8

8 8

А А А А А А Л / /ч / /1 /1 /1 /1 /1х JiV-ЬУ А V //Л yj. L

(йл .i Kf -J itfirrt-,,

7

J

фшЛ

фцгЗ