Регулярная насадка Советский патент 1981 года по МПК B01D53/20 

Изобретение относится к регуляр ным насадкам для тепло-массорбменных аппаратов, применяемых, в частности, в абсорбционных и ректификационных процессах, для обеспечения высокой, эффективности процессов тепло-массообмена при минимальном гидравлическо сопротивлении и высокой пропускной способности.. Известна регулярная насадка для тепло-массообменнБ1Х аппаратов, содержащая пакеты рифленых металдических полотен, которые образуют цилинд ческие вертикальные каналы l3. Известна насадка, котораясодержит пакеты рулонной насадки с каналами ромбического сечения, изогнутьаш по высоте 2 . Известна также регулярная насадка содержащая пакеты рулонной насадки с каналами треугольного сечения, изогну тыми по высоте зЗ. Все перечисленные насадки имеют ос новные недостатки, заключающиеся в значительном брызгоуносе и низких пре дельных нагрузках сред. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является регулярная насадка для проведения тепло массообменных процессов на средах газ жидкость, состоящая из системы верти-кальных труб треугольного или-параллелограммного сечения, соприкасающихся друг с другом стенками . Недостаток данной насадки заключается в отсутствии организованного вывода жидкости и, как следствие, в сравнительно низких нагрузках по газу и жидкости, при которых наступает брызгоунос,и низких нагрузках по газу и жидкости,соответствующих моменту захлебывания. Брызгоунос приводит к снижению движущейся силы процесса,например, при абсорбции (в случае противоточногодвижения сред) капли жидкости, обогащенные извлекаемым из газа компонентом,уносятся газом в верхнюю часть колонны,где смешиваются с жидкостью менее обогащенной данным компонентом, что приводит к снижению эффективности массопередачи за счет уменьшения движущейся силы.в том случае,когда жидкость является дорогостоящим продуктом брызгоунос этого продукта приводит к удорожанию процесса производства,и наконец,когда жидкость является агрессивной,повыенный брызгоунос приводит к увеличению коррозии, и следовательно, преждевременному выходу из строя

борудования, лежащего далее по ехнологической линии за тепло-масообменкым аппаратом с регулярной наадкой. Захлебывание при сравнительно изких нагрузках препятствует повыению производительности тепло-масообменного аппарата.

Цель изобретения - повышение предельных нагрузок сред и уменьшение брызгоуноса за счет обеспечения организация вывода жидкости из насадки. Цель достигается тем, что при использовании регулярной насадки, состоящей из системы вертикальных труб треугольного или параллелограммного сечения, соприкасакндихся друг с другом своими стенками, у всех смежных труб насадки, имеющих общее центральное ребро, нижние концы стенок, включающих это ребро, срезаны по одинаковым, выпуклым кривым, исходящим из общей воршины внизу насадки на центральном ребре, которые сопрягаются с другими ребрами этих же стенок в точках сопряжения.

У регулярной насадки с трубами треугольного сечения нижний конец стенки, лежащей против центрального ребра, каждой смежной трубы имеет соединенный с точками сопряжения выпуклых кривых треугольный вырез, вершина которого размещена выше точек сопряжения на ве1 тикальной оси этой стенки.

У регулярной насадки с трубами параллелограммного сечения нижние концы двух стенок каждой смежной трубы, не включающих центральное ребро, срезаны по линиям, соединяющим точки сопряжения выпуклых кривых с вершиной, размещенной выше точек сопряжения на ребре трубы, противоположном центральному ребру.

Каждая выпуклая кривая, по которой срезаны нижние концы стенок, имеющих общее центральное ребро, представляет собой исходящий иэ вершины на центральном ребре отрезок прямой, сопрягаклцийся с участком окружности.

Каждая линия, которая соединяет точки сопряжения выпуклых, кривых с вершиной, размещенной выше на ребре трубы, представляет собой отрезок прямой или исходящий, из точки сопрягжения участок окружности, сопрягаю- щийся с отрезком прямой.

На фиг.1 изображен один йз вариантов регулярной насадки с трубами треугольного сечения (в качестве треугольников взяты правильные}, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху} на фиг.З - в аксонометрии один эле- мент из шести смежных труб регулярной насадки на. фиг.4 - один элемент из двенадцати смежных труб треугольного сечения регулярной насадки, вид сбоку; на фиг.З - один элемент насадки, вид сверху; на фиг.б - один . из вариантов регулярной насадки с

трубами параллелограммного, например, квадратного сечения, вид сбоку; ,на фиг.7 - то же, вид сверху; на фиг.8 - в аксонометрии один элемент из четырех смежных труб регулярной с насадки; на фиг.9 - один элемент из восьми каналов параллелограммного сечения регулярной насадки, вид сбоку; на фиг.10 - один элемент насадки, вид сверху; на фиг.11 - один из J. вариантов тепло-массообменного аппарата с предлагаемой регулярной насадкой, вид сбоку.

Регулярная насадка для проведения тепло-массообменных процессов на средах газ-жидкость состоит из системы вертикальных труб 1 треугольного сечения (фиг. 1-5) или труб 2 параллелограммного (фиг.6-11) сечения, соприкасающихся друг с другом своими стенками 3 и 4. У всех смежных труб 0 1 или 2 насадки, имеющих общее центральное ребро 5, нижние концы стенок 4, включающих это ребро 5, срезаны по одинаковым выпуклым кривым 6, исходящим из общей вершины 7, лежащей внизу 5 насадки на центральном ребре 5, и сопрягакяцимся с другими ребрами 8 стенок 4 в точках сопряжения 9. У насадки с трубами 1 треугольного сечения нижние концы стенок 3 каждой смежной трубы насадки иМёют соединенный с точками сопряжения 9 треугольный вырез 10,вершина 11 которого размещена на вертикальной оси стенки 3. У регулярной насадки с трубами 2 параллелограммного сечения нижние концы стенок 3 каждой смежной трубы срезаны по линиям 12 , соединяющим точки сопряжений 9 с вершинами 13,размещенными выше на ребрах 14, противоположных центральному ребру 5 каждой трубы. Выпуклая кривая б представляет собой исходящий нз вершины 7, лежащей на центральном ребре 5, отрезок прямой, . сопрягающийся с участком окружности. Линия 12 может представлять собой 5 как отрезок прямой, так и исходящий из точки сопряжения участок окружности, сопрягающийся с отрезком прямой.. В тепло-массорбменной колонне предлагаемая регулярная насадка с Q трубами, например, параллелограммного сечения, располагается в виде отдельных пакетов 15, расположенных на определенном расстоянии друг от друга по вертикали. В верхней части колонны располагаются распределитель 16 жидкости, соединенный со штуцером 17 ввода жидкости.

Между пакетами 15 регулярной насадки под каждой вершиной 7 устанавливаются воронки 18 для отвода

0 струй жидкости, соединенные с перераспределителем 19 жидкости. В верхней части труб регулярной насадки располагаются пленкообразователи 20 жидкости, например, пирамидального

65 типа с отверстиями 21, расположенными равномерно по всему параметру пленкообразователей 20. В верхней части колонны устанавливаются штуцер 22 для вывода газа из колонны. В нижней части колонны устанавливаются штуцера для ввода 23 газа и вы вода 24 жидкости. . Регулярная насадка работает следующим образом. Жидкость через отверстия 21 плен кообразователей 20, например, пирам дального типа (фиг.11) равномерно распределяются по стенкам 3 и 4 тру 1 или 2 и стекает в виде пленки вни достигая нижней части насадки. Всле ствие того, что у всех смежных труб 1 или 2 насадки, имеющих общее цент ральное ребро 5, нижние концы стено 4,включагацих ребро 5, срезаны по одинаковым выпуклым кривым б, исходящим .из общей вершины 7, лежащей внизу насадки на центральном ребре 5,и сопрягающимся с другими ребрам 8 стенок 4, жидкость организовано выводится из насадки в виде отдельных струй, стекающих с вершин 7, в результате чего поверхность контакт жидкости и газа, в местах ввода га в трубы минимальна. Это уменьшает брызгоунос, т.е.. .унос капель жидкос потоком газа в трубы насадки, и уве личивает предельные нагрузки сред. Вследствие того, что у регулярной насадки с трубами 1 треугольного се чения нижний конец стенки 3 каждой смежной трубы имеет соединенный с точками сопряжения 9 выпуклых кривы б треугольный вырез 10, вершина 11 которого размещена выше на вертикал ной оси стенки 3, а у регулярной насадки с трубами 2 параллелограммно го сечения нижние концы двух других стенок каждой смежной трубы срезаны по линиям 12, соединяющим точки сопряжения 9 выпуклых кривых б и вершиной 13, размещенной выше на ребре 14 трубы, противоположном цент-ральному ребру 5, организованный вывод жидкости из насадки в виде отдельных струй, стекающих с вершины 7, обеспечивается при еще больших нагрузках по газу и жидкости, и тем самым, уменьшается брызгоунос при этих нагрузках, а также увеличиваются предельные нагрузки сред. При установке регулярной насадки в колонну, например, так как это показано на фиг.11, она работает следу ющим образом. Жидкость через шту-цер 17 ввода .жидкости орошает верхнюю часть пакета 15 регулярной насадки. Через отверстия 21 пленкообразователей 20 жидкость равномерно распределяется по стенкам, достигает нижней части каналов и струями стекает с вершин 7 в воронки 1В для отвода жидкости, расположенными под каждой вершиной 7 регулярной насадки. Из воронки 18 жидкость поступает на орошение последующего пакета регулярной насадки. Пройдя псзследовательно все пакеты регулярной насадки, установленные в колонне, жидкость через штуцер 24 выводится из колонны. Вследствие организованного вывода жидкости из насадки в виде отдельных струй, стекающих с вершины 7, поверхность контакта жидкости и газа в местах ввода газа в каналы минимальна. Это уменьшает брызгоунос., т.е. унос капельжидкости потоком газа в каналы насадки, и увеличивает предельные нагрузки сред. Формула изобретения 1.Регулярная насадка для проведения тепло-массообменньк процессов на средах газ-жидкость, состоящая из системы вертикальных труб тре угольного или параллелограммного сечения, соприкасающихся друг с другом своими стенками, отличаю я щ а я с я тем,что, с целью .повышения предельных нагрузок сред уменьшения брызгоуноса за счет организации вывода жидкости из насадки, у всех смежных труб насадки, имеющих общее центральное ребро, нижние концы стенок, включающих это ребро, срезаны по одинаковым выпуклым кривым, исходящим из общей вершины внизу насадкина центральном ребре, которые сопрягаются с другими ребрами этих же стенок в точках сопряжения. 2.Насадка по п.1 с трубами треугольного сечения, отличаю.щ а я с я тем, что нижний конец,лежащей против центрального ребра стент ки каждой смежной трубы,имеет соединенный с точками сопряжения выпуклых кривых тругольный вырез, вершина которого размещена выше точек сопряжения на вер- икальной оси этой стенки. 3.Насадка по п.1 с трубами параллелограммного сечения, отличающаяся тем, что нижние концы двух стенок каждой смежной трубы, не включающих центральное ребро, срезаны по линиям, соединяющим точки сопряжения выпуклых кривых свершиной, размещенной выше точек сопряени 1 на ребре трубы, противоположом центральному ребру. Источники информации, ринятые .во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 77944, кл. 12 е, 1/03, 1949. 2. Патент Англии 1243191, л. Б 01 Р 47/14, 1971. 3.Патент Англии № 962432, л. F 25 q, 1961.4.Патент ФРГ 2250912, л. В 01 J 1/00, 1976.

9vi.

9ut.5 3 ff a 3 f I I I / I j

/ 3

13

ФФФШщ1 tetiixij

. -n «гг- з -

Г

S

-«

1