Контактный тепломассообменный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01D53/20 

(54) КОНТАКТНЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к энергетическому и химическому машиностроению. Оно может быть использовано для проведения процессов газовой абсорбции, ректификации, кондиционирования воздуха, охлаждения циркуляционной воды в градирнях. Преимущественная, область использования - химическая технология.

Р последние годы .цля проведения процессов тепломассообмена в двххфазных средах нашли применение аппарата, в которых в качестве основных поверхностей обмена использовали слой легких полых элементов любой замкнутой формы 1 .

В стационарном состоянии насадочные элементы занимают лишь опрёЖёПённую часть объема аппарата(1/3 - 2/3) и при оп зеделенных расходах газа и. жидкости переходят в псевдоожйжеййбё состояние, свободно перемещаясь и соударяясь друг с другом. Широкое распространение аппаратов такого типа обусловлено следующими обстоятельствами: высокие значения коэффициентов тепломассообмена, что вызвано турбулизацией контактирующих потоков газа и жидкости, непрерывное о новление жидкостной пленки на поверхности элементов, возможность проводйтьп Оцессы обмена в условиях загрязненных сред (высокая самоочищаемость поверхностей обмена), высокая сепарирующая способность слоя, удобство монтажа и демонтажа поверхностей обмена и др. .

Аппараты с подвижной плавающей насадкой с успехом применяются в наOстоящее время в промьийленности, где подтверждены их йысокие характеристики.

Известна конструкция тепломассообменного аппарата Для контактирования

5 газа с жидкостью, содержащего корпус с размещенными в нем опорно-распределительными и ограничительными решетками, уст1роЙствами для равномерного распределения газа, и жидкости, при0чем в качествё насадочного слоя применяются слои легких полых элементов любой замкнутой формы, заполняющих определенную часть рабочего объема аппарата и приходящих при некоторой

5 скорости газового потока и плотности орошения в псевдоожиженное состояние 2 .

Известен аппарат, содержащий корпус с решеткеили, между которым pad0

положены полые шары, заключенные в перфорированные шары-сетки 3.

Нёдостатксм ёгб является наличие явления инверсии - скопления насадочных элементов у верхней ограничи.тельной решетки аппарата при сравнительно невысоких значениях скорости газового потока, ограниченный объем насадки; ограничения в скоростях потоков газовой и жидкостнойфаз,

Цель изобретения состоит в предотвращении инверсии и расширении рабочих диапазонов скоростей контактирующих фаз.

Указанная цель достигается тем, что шары-сетки закреплены неподвижно между опорно-распределительной и огранйчительной р ешетками

На фиг. 1 изображен контактный тепломассообменный аппарат в динамике; на фиг. 2 - легкий полый рабочий элемент из сплошного материала, заключённый в перфорированный элемент в виде шара-сетки.

Тепломассообменный аппарат состоит из корпуса 1, в котором между опори6-распределительной 2 и ограничительной решеткой 3 закреплены неподвижно шары-сетки 4. Внутри каждого шара-сетки 4 помещен рабочий э: 1емент 5. Рабочие элементы 5 в стационарном состоянии равномерно распре Т81йшг ти-б-ГёТёй й1б - -аеъте жТепломассообменный аппарат снабжен устройствами б и 7, соответственно, для равномерной подачи газа и жидкости.

В аппаратах такого типа обычно осуществляется форсуночное распределение жидкости, которое может быть наружным (форсунки располагаются над ограничительной решеткой), либо внутренним (форсунки вводятся в объем аппарата). Иногда форсунки располагаются над ограничительной решеткой с направлением факела вверх, т.е. осуществляется процесс обмена между, газом и жидкостью в условиях восходящего прямотока.

Аппаратработает следующим образом.

Воздух подает- я скпзу, а вода сверху. При определенных значениях расходов газа и жидкости рабочие элементы 5 из сплошного материала приходят в псевдоожиженное достояние и начинают перемещаться каждый JB пределах шара-сетки 4. Насадочный псевдоожиженный слой приобретает таким Образом регулярную структуру. Наличие разделяющих шары рабочих элементов шаров-сеток позволяет в значительной мере разгрузить опорно-распределительную решетку, повысить ее живое сечение и снизить гидравлическое сопротивление аппарата в целом.

Предлагаемое изобретение - контактный теплообменный аппарат может с успехом применяться для проведения различных теплсмассообменных процессов химической технологии (газовой абсорбции, ректификации, кондиционирования воздуха, охлаждения циркуляционной воды в градирнях). Поскольку движение элементов насадки уже не является хаотическим, качество псевдоожижения существенно, возрастает, предотвращается инверсия насадочньк элементов, расширяется диапазон рабочих скоростей потоков газа и жидкости.

Формула изобретения

Контактный тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с размещеннйми в нем опорно-распределительной и ограничительной решетками,между которыми расположены полые шары,заключенные в перфорированные шары-сетки, . отличающийс я тем, что, с целью предотвращения инверс.ии и расширения рабочих скоростей контактирующих фаз, шары-сетки закреплены неподвижно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Chemical Engineering 66, 25, 1959, p. 106.

, 3. Авторское свидетельство 258274, кл. В 01 D 53/20, 1969 (прототип).

;

фиг, Z