Насадка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1980 года по МПК B01D53/20 

(54) НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТбВ

1

Иэобретение относится к химическому машиностроению, а более конкретно к аппаратам для проведения процессов массообмена,и может использоваться, в Частности, в системах 5 кондиционирования воздуха, применяемых в различных отраслях промьшхггенности. .

Известна регулярная насадка для массообменных аппаратов,содержащая 10 зеркально расположенные гофрированные листы, образующие между собой чередующиеся по высоте диффузоры, снабженные отверстиями для перетока жидкости, и конфузоры, а также дистан- 5 ционные перегородки 1.

В данной насадке жидкость стекает вниз в виде пленки, контактируя с газом. Газ проходит вверх по каналам и попеременно сжимается в конфузо- 20 pax и расширяется в диффузорах, образуя знакопеременное поле давления. В наиболее узких сечениях диффузоров пленка жидкости разрушае.тся газовым потоком за счет отверстий для пере- 25 тока жидкости, частицы жидкости . увлекаются последним, в образующихся вихрях происходит взаимодействие фаз. Однако данный режим наблюдается при небольших массовых CKO-JQ

ростях (до 3,5 кг/м с ). При повьшении скорости воздух захватывает от дельные капельки воды и выбрасывает их за пределы слоя, невозмущенное течение пленки нарушается. Вследствие этого растет.сопротивление слоя. Наступает режим захвата, который при достижении массовой скорое.ти 5 , 3-6,3 кг/м с переходит в режим захлебывания.

Известна насадка для массообменных колонн, состоящая из чередующихся плоских и гофрированных листов, соприкасающихся между собой,собранных в пакет 2.Часть выступов гофрированного листа имеет длину меньшую, чем ра;сстояние между плоскигли листами и расположена по отношению к ним с зазором. При плоские стенкипластины гофрированных листов расположены перпендикулярно к чередующимся плоским листам.

Жидкость подается сверху пакета насадки, газ-снизу, осуществляя контакт фаз на элементах насадки.

В такой насадке количество мест предпочтительного течения жидкости сводится к минимуму, что способствует более равномерному распределению жидкости по поверхности насадки

3

.,.f интенсифицирует процесс массообмена. Ьдиако такая, насадкарабЬтКёг устойчиво и в небольшом диапазоне

массовых скоростей воздуха до 3,5 кг/м с. Уже при скорости 3,5 кг/м с начинавши.Йся рёжим захвата почти сразу же переходит в режим захлебывания ипри скорости 6-8 кг/м с на насадке образуется эмульгированнйй слой. Часть поверхности насадки обнажается, ВЬда периодически дренируется через

Гё йЙШё: каШл цел

их сечение. Такая насадка .обладает низким коэффициентом эффективности массообмена и при большой избиратёлйности процесса массообмена

будетиметь значительные габариты. Крбмё то, насадка не позволяет . проводить термическую обработку газо ;%иД сёс йОгЬ потока/иёпосредет;в ённо в контактнойз6нё темсЖмымповь1 си-Гб среднюю движущуюся силу процесса

массообмена. „„ , ..1......

ИЗВёстна насадка для тепломассообменных аппаратов ,включающаЖплос-.

лйсты, расположенные между ними пластины профилированной формы с

элементами для тёплонбСйте; Ья гзт. - -. 1;та насадка не обеспечивает турбулйзацйю фаз и обладает низким

коэффициентом массообмена.

Цель изобретения - увеличение эффективности масс6обменаза |:;чёт

усиления турбулизации фаз. -- - Q- j..fij,g yfj TrfQf - 4JTO элементы

расположены параллельно листам и установлены внутри пластин, размещен нШ пёрИёндикулярно относительно

листов. Целесообразно элементы .выполнять в виде однорядных пучков , труб, Шслёдрвательно- соединённых между собой.

Предлагаемое изобрётение позволяет проводить термическую обработку .газо-жидкостного потока нёпосредствённо в контрактной зоне, повысить среднюю движущую силу процесса массообмена.

На фиг.1 изображена предлагаемая насадка, боковой разрез; на фиг.2 то,же, вид в плане; на фиг.З дан разрез А-А на фиг.2.

Насадка массоОбмённого аппарата встроена в корпус 1, набрана из -- --чёрёдую щихСя; рааделительных плоских листов 2 и перпендикулярно располо-..- -денных им пластин 3 . Однорядньзе

пучки труб 4 насадки, проходящих

через пластины 3, установлены па рШ1ЛёЛьно разделительным листам 2, крепятся к трубным доскам 5 посредством ваЛьЦовки и последовательно соединены между собой калачами б пгзййчй; ёш1Шбсйтё1Г /5ёрез;т цер 7 и Отвода его через 8.

Насадка работает следующим образом.

735285

Воздух подают в насадку снизу наве рёчу планке жидкости, стекающей Свёрхупо поверхности насадки. Теплоноситель подают через штуцер 7 однорядных пучков труб 4, служащих дляотй6да тепла, выдёлившего5 ся в процессе абсорбции и ухудшаю- щёго качество очистки воздуха.Каналы переменного сечения, образованные чередующимися разделительными плоскими листами 2, перпендикулярно 0 расположенными им пластинами 3 с заг нутами верхними кромками для предотвращения проскока жидкости и однорядными йучками труб, представляют собой ряд активньах турбулизаторов 5 потока. Образованные таким образом каналы позволяют увеличить коэффициенты массоОТдачи в процессах абсорбции, приблизив их к коэффицинентам массоотдачи барботажных и пенQ Ннх аппаратов, обладающих меньшим аэродинамическим сопротивлением. При этом кроме ламинарного (пленочного

режима), в Местах расширения каналов происходит турбулизация потока воздуха и жидкости. Образовавшиеся вихри

срывают пленку жидкости, дробят ее на Мелкие частицы и увлекают за собой, в результате чего на поверхности насадки, в наиболее узких ее сечениях, устанавливается устойчивый

0 пенный спой.

Появление устойчивого пенного слоя на йасадкё наступает почти сЩновремёНно с началом работы насадки прималых массовых скоростях. 1,5-

5 2 кг/м с, аэродинамическое сопротивление такой насадки небольшое, кроме того, режим уноса капель из насадки наблюдается при скоростях более 12 . это при.водит к увеличе-

0 нию поверхности контакта взаимодействующих сред и позволяет значительно расширить диапазон рабочих нагрузок

По газу и жидкости.

Наличие пенного слоя позволяет эффективнее использовать весь рабочий объем насадки, т.е. увеличить удельный масСОСЪем, а это приводит к уменьшению массогабаритных показателей присопоставимых величинах избирательности процесса.

Формула изобретения

1. Насадка для тепломассообмен55 нШ аШаратов, включающая плоские листы, расположенные между ними гшастйнЫ и элементы для подачи теплоносителя, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения эффе1 тйвности массробмена эа счет усиления турбулизации фаз, элементы расположены параллельно листам и установлены внутри пластин, размещенных Перпеидйкулярно относительно листов.

2. Насадка по n.l, о т л и чающаяся тем, что элементы выполнены в виде пучка труб, последовательно соединенных между собой.

Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе

Жидкость

н И 1 им. .

8ст- ; ттгг- . и

735285

1.Авторское свидетельство СССР №413970, кл. В 01 D 53/20, 1971,

2.Авторское свидетельство СССР №415027, кл. В 01 D 53/20, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР №247232, кл. В 01 D 53/20, 1968 (прототип).