Насадка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1981 года по МПК B01D53/20 

(54) НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть применено в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности для проведения процессов массотеплообмена, пылеулавливания и очистки аспирационных газов в аппаратах с подвижной (взвешенной, псевдоожиженной, турбулентной, колеблюшейся, движуш,ейся и др.) насадкой, а более конкретно - к выполнению формы насадки. Известен массообменный аппарат с насадкой, в котором между стенками корпуса натянуты гибкие струны со свободно насаженными телами (в частности шаровой формы), совершающими под действием газожидкостного потока продольные и поперечные колебания. При обтекании элементов насадки газовым потоком происходит периодическое образование и срыв жидкостных вихрей с поверхности тел. Ввиду аномального поведения потока вблизи зоны срыва вихрей возникает переменная поперечная сила, действующая на тело, вызывающая поперечные колебания насадки. Эта сила перпендикулярна направлению потока и приблизительно в два раза превышает подъемную силу, с которой газожидкостной поток действует на тело (шар). В аппарате с такой насадкой достигается высокая эффективность процесса массотеплообмена и пылеулавливания, благодаря поперечному перемешиванию газожидкостного потока I. Недостатком этого объекта является то, что по мере накопления жидкости в объеме аппарата сравнительно малые величины поперечной силы не в состоянии раскачать газожидкостный слой, что снижает степень турбулизации потока и эффективность аппарата. Известна насадка, выполненная из тел, например, шаров, нанизанных на стержни, выполненные эластичными, шары имеют сквозные отверстия сложной формы (гиперболоида вращения) 2. Однако в таком аппарате незначительное, поперечное перемешивание фаз, что снижает эффективность. Цель изобретения - интенсификация процессов массотеплообмена и пылеулавливания за счет увеличения поперечного перемешивания. Поставленная цель достигается тем, что тела выполнены в виде крыла. Целесообразно хвостовую часть крыла выполнять с загибом, тела закреплять к струне торцовыми частями, тела закреплять к струне посредством поводков; оси смежных тел могут быть параллельны, или пересекаться. На фиг. 1 изображена насадка в виде крыльев, плоскости которых параллельны; на фиг. 2 - крепление торцовой части крыла к струне; на фиг. 3 - крепление с помощью поводков; на фиг. 4 - расположение осей смежных тел; на фиг. 5 - выполнение хвостовой части крыла с загибом. Насадка имеет струну. 1 и закрепленные на ней насадочные тела 2, в виде крыла, имеющие загиб хвостовой части 3 и поводки 4. Близкое расположение насадочных тел друг к другу приводит к уменьщению свободного пространства и повышению гидравлического сопротивления, при 6 -ьших расстояниях возможно неравномерное распределение газа по сечению аппарата. Проведенные испытания показали; что оптимальное расстояние между насадочными телами должно составлять по горизонтали 2,5 - 3 длины тела, по вертикали - 4,5 - 5,5 длины миделевого сечения элемента. Насадка работает следующим образом. При обтекании элементов насадки газовый поток создает поперечную силу. Под ее воздействием насадочные тела приходят в интенсивное поперечное колебательное движение, турбулизируя газожидкостной слой и, тем самым, интенсифицируя процесс тепло-массообмена и пылеулавливания. Кроме того, элементы с загибом хвостовой части вызывают вибрацию слоя в вертикальном направлении, что способствует дальнейшей турбулизации газожидкостного слоя. Насадочные тела под действием поперечной силы вращаются вокруг струны, разбивая газожидкостной поток на мелкие частицы, увеличивая не только степень турбулнзации слоя, но и поверхность контакта фаз. Предлагаемое техническое рещение позволяет интенсифицировать процесс за счет поперечной турбулизации газожидкостного потока; увеличить поперечную силу в4 - 5 раз, амплитуду поперечных колебаний насадочных тел в 1,1-3 раза, коэффициент массоотдачи в газовой фазе в 1,1 -2 раза. Формула изобретения Насадка для тепломассообменных , включающая струны с нанизанныМ а йих телами, отличающаяся тем, что. с целью интенсификации процессов тепломассообмена и пылеулавливания за счет увеличения поперечного перемешивания, тело выполнено в виде крыла. 2. Насадка по п. 1, отличающаяся тем, что хвостовая часть крыла выполнена с загибом. 3.Насадка по п. 1, отличающаяся тем, что тела закреплены к струне торцовыми частями. 4.Насадка по п. 3, отличающаяся тем, что тела закреплены к струне посредством поводков. 5.Насадка по п. 1, отличающаяся тем, что оси смежных тел параллельны. 6. Насадка по п. 1. отличающаяся тем, что оси смежных тел пересекаются. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Тарат Э. Я. и др Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями л., 1976, с. 173-174. 2. Авторское свидетельство СССР № 682255, кл. В 01 D 53/20, 1975.

Сриг.1