Аппарат для проведения физических и химических процессов Советский патент 1993 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к конструкции устройства для проведения каталитических, сорбционных и других процессов в аппаратах радиального типа и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности аппарата при эксплуатации и эконо- мичности за счет сокращения трудозатрат при изготовлении и сборке, а также улучшение теплопередачи при эксплуатации.

На фиг.1 изображен аппарат для проведения физических и химических процессов, общий вид; на фиг.2 - горизонтальное сечение его; на фиг.З- горизонтальное сечение спиральной перегородки и вертикальных коллекторов; на фиг.4 - узел установки на

спиральные перегородки дистанционного ограничителя; на фиг.5 - узел спиральной перегородки; на фиг.6 - сечение А-А на фиг.5; на фиг.7 - вертикальное сечение разделительной полки между двумя перфорированными обечайками, снабженной гребнями.

Аппарат содержит корпус 1, в которой размещены разделительные полки 2, внутренние 3 и наружная 4 перфорированные обечайки; Между наружной и внутренней перфорированными обечайками свободно установлены спиральные перегородки 5. Верхние и нижние торцы спиральных перегородок 5 установлены в спиральные пазы, образованные гребнями, укрепленные на разделительных перегородках. Между спиральными перегородками засыпается зер00

о

00 GJ О

ел

ю

нистый слой 6. При необходимости отвода (или подвода) тепла от зернистого слоя в патрубок 7 подаюттеплоноситель. Патрубок 7 связан с кольцевым коллектором 8, который, в свою очередь, связан с вертикальны- ми коллекторами 9, из которых теплоноситель распределяется по каналам 10 спиральных перегородок, каналы 10 соединены с вертикальными коллекторами 11.

Вертикальные коллекторы 9 и 11 объе- динены кольцевыми коллектором 12, сообщающимся с патрубком 13 вывода теплоносителя. Между спиральными перегородками 5 установлены дистанционные ограничители 14, а на внутренней поверхно- сти спаренных листов спиральных перегородок, образующих каналы 10 для прохода теплоносителя, закреплены выступы 15, высота которых равна ширине внутренней полости. На разделительных полках 2 закреплены гребни 16; образующие спиральные пазы.

Аппарат работает следующим образом.

При проведении технологического процесса обрабатываемая среда, например газ, поступает в верхнюю часть аппарата в пространство между корпусом 1 и наружной перфорированной обечайкой 4, проходит в радиальном направлении через отверстия наружной перфорированной обечайки, в пространстве между спиральными перегородками 5 через зернистый слой 6 и через внутреннюю перфорированную обечайку 3 выводится в нижнюю часть аппарата. При необходимости отвода или подвода тепла от зернистого слоя в патрубок 7 подается теплоноситель, который поступает в кольцевой коллектор 8 и далее - в вертикальный коллектор 9, из которого распределяется по каналам 10 спиральных перегородок 5. Да- лее теплоноситель собирается в вертикальные коллекторы 11, кольцевой коллектор 12 и через патрубок 13 выводится из аппарата. При этом вертикальные коллекторы 9 входа теплоносителя и 11 - выхода теплоносителя на кбмцах спиральных перегородок образованы углублениями, направленными в противоположные стороны в спаренных листах образующих каналы для прохода теплоносителя. Это позволяет исключить сварные швы крепления спаренных листов к вертикальным коллекторам и обеспечивает плавность перехода внутренней полости спиральных4перегородок в вертикальные коллекторы зхода и выхода теплоносителя, благодаря чему создаются условия повышенной надежности. Дистанционные ограничителя 14 закрепляются на одной из двух соседних спиральных перегородок в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Установка дистанционных ограничителей позволяет обеспечить заданное расстояние между спиральными перегородками при их монтаже и засыпке зернистого слоя. Спиральные перегородки образованы спаренными листами, имеющими выступы 15 на внутренней поверхности, причем высота выступов равна ширине внутренней полости для прохода теплоносителя. Кроме того, расположенные под разным углом ряды выступов на обоих спаренных листах обеспечивает турбулизацию теплоносителя при переходе его по каналу по стрелке Б, что увеличивает коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке или наоборот, а так- же ряды выступов увеличивает жесткость спиралей и обеспечивает компенсацию деформации теплообменных поверхностей от разности температур в вертикальном направлении, что повышает надежность конструкции. . :

С целью исключения прохода среды под или над свободно установленными между разделительными полками спиральными перегородками, к разделительным полкам плотно прикрепляются, например привариваются, спиральные гребни 16. Причем длина пути среды, проходящей через зернистый слой в радикальном направлении между торцами спиральных перегородок и разделительными полками, должна быть не менее длины пути среды через зернистый слой по спирали, то есть отношение суммы расстояния между внутренней и наружной перфорированными обечайками и удвоенной высоты гребней разделительных полок, умноженной на количество гребней, установленных в осевом сечении аппарата между двумя перфорированными обечайками к длине спиральной перегородки в горизон1 тальном сечении должны быть больше или равно 1. Высота спиральных гребней верхней разделительной полки должна быть увеличена на возможную усадку зернистого слоя в процессе эксплуатации.

Таким образом, предложенная конструкция аппарата надежнее известных за счет того, что вертикальные коллекторы образованы углублениями в спаренных листах спиральных перегородок. Это позволяет исключить сварные швы крепления спаренных листов к вертикальным коллекторам и обеспечивает плавность перехода внутренней полости спиральных перегородок в вертикальные коллекторы входа и выхода теплоносителя. Надежность конструкции повышается также за счет размещения на внутренней поверхности спаренных листов, образующих спиральные перегородки, выступов, высота которых равна ширине внутренней полости для прохода теплоносителя, Эти выступы увеличивают жесткость спиралей и обеспечивают компенсацию деформации теплообменных поверхностей от разности температур в вертикальном на- правлении.

Кроме того, предложенная конструкция экономичней известной, так как облегчается ее изготовление и сборка. Исключаются сварные работы при изготовлении верти- кальных коллекторов. Блок из вертикальных коллекторах и спиральных перегородок изготавливают вне аппарата и затем вставляют в корпус. Экономичность аппарата повышается также за счет размещения на внутренней поверхности спаренных листов, образуюа1их спиральные перегородки, выступов. Расположенные под углом, эти выступы обеспечивают турбулизацию теплоносителя, что увеличивает коэффици- ент теплопередачи от теплоносителя к стенке или наоборот..

, Формулайзобретения

1. Аппарат для проведения физических и химических процессов по авт.св.№1775166, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при

эксплуатации и экономичности за счет сокращения трудозатрат при изготовлении и сборке, а также улучшении теплопередачи при эксплуатации, вертикальные коллекторы на концах спиральных перегородок образованы углублениями, направленными в противоположные стороны в спаренных листов, образующих каналы для прохода теплоносителя, при этом листы за вертикальными коллекторами соединены между собой.

2. Аппарат по п.1.отличающийся тем. что он снабжен укрепленными на одной из двух соседних спиральных перегородок дистанционными ограничителями.

3. Аппарат по п.1,отличающийся тем, что спаренные листы образующие внутреннюю полость спиральных перегородок для прохода теплоносителя, на внутренней поверхности имеют выступы, высота которых равна ширине внутренней полости.

4. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что спиральные перегородки установлены в спиральные пазы, образованные гребнями нижней и верхней разделительных полок.

фиг.2

Изобретение относится к устройствам для проведения каталитических, сорбцион- ных и других процессов в аппаратах радиального типа и позволяет повысить надежность при эксплуатации и экономичность за счет сокращения трудозатрат при изготовлении и сборке, а также улучшить теплопередачу при эксплуатации. Аппарат содержит корпус, патрубки для входа и выхода среды, разделительные полки, внутренние и наружные перфорированные обечайки, между которыми засыпан зернистый слой с установленными внутри него спиральными перегородками и теплообмен- ными поверхностями, объединенными вертикальными и кольцевыми коллекторами, вертикальные коллекторы образованы углублениями в спаренных спиральных перегородках, на одной из двух спиральных перегородок закрепленные дистанционные ограничители, а на их внутренней поверхности имеются выступы, высота которых равна ширине внутренней полости, образованной спаренными листами. 3 з.п.ф-лы, 7 ил. (Л

фигЗ

фиг.4

Т tpvzS

А-А