Элемент насадки Советский патент 1981 года по МПК B01D53/20 

(54) ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ

Изобретение относится к конструкциям элементов насадки для газожидкостных массообменных аппаратов с внешним подводом тепла и может найти применение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смеж ньгх отраслях промышленности. Известна насадка, содержащая корпус и окна на его поверхности l J. Однако при работе насадки из таких элементов внутри корпуса и между корпусами смежных элементов насадки образуются участки, которые не орошаются жидкостью, и участки, где отсутствует движение пара, что приводит к уменьшению поверхности контакт фаз и неэффективной работе части объ ма аппарата. Особенно сильное снижение эффективности массопередачи имее место при низких расходах одной из фаз, что существенно сужает рабочий диапазон насадки. Цель изобретения - интенсификация процесса массопередачи за счет обегпечения направленного входа жидкости в корпус и выхода пара через окна и увеличение числа центров кипения жидкости . Указанная цель достигается тем, что элемент насадки снабжен коническими воронками, установленными на торцах корпуса и направленными внутрь его, а корпус выполнен из элементов, образованньпс боковой поверхностью тела вращения,смещенных относительно друг друга. Внутренняя поверхность корпуса выполнена пористой. На фиг. J изображен элемент насадки, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный ра зрев. Элемент насадки состоит из корпуса I, окон 2 на поверхности корпуса конических воронок 3, устаИрвлешшх на торцах корпуса и направленных внутрь его. Корпус элемента насадки выполнен из ряда элементов 4, образованных боковой поверхностью тела вра3щения.и смещенных относительно друг друга с образованием окон 2. Элементы насадки предлагаемой конструкции работают в газожидкостном массообменном аппарате с внешним подводом тепла при одном из трех способов размещения: в плотном слое насадки без возможности движения, в подвижном слое насадки с возможностью свободного движения и в аппарате с насадкой, установленной на осях с возможностью вращения элементов насадки вокруг оси. В аппарате жидкость и пар распределены по сечению слоя насадки. В результате подвода тепла к элементу насадки извне, например, токами высокой частоты или по устройству, служащему осью вращения элемента насадки, жидкость, заполняющая корпус элемента насадки, испаряется, и образующийся пар выходит из корпуса через окна. Испарившаяся часть жидкости пополняется через конические воронки, установленные на торцах корпуса. Пар, выходящий из окон между элементами, образованными боковой поверхностью т ла вращения и смещенными относительн друг друга, приводит к турбулизации потоков между смежными элементами на садки и к вращению элементов насадки в случае подвижного слоя. Таким образом, снабжение элементов насадки коническими воронками, установленными на торцах корпуса и направленными внутрь его, и выполнение корпуса из ряда элементов, образ ванных боковой поверхностью тела вра щения и смещенных относительно друг друга с образованием окон, обеспечивает направленный вход жидкости в ко пус и выход пара через окна, предотвращает образование застойны:, зон внутри элемента насадки и между смеж ными элементами насадки, приводит к вращению элемента насадки, турбулиза ции потоков и способствует равномерному распределению потоков по сечени аппарата. Такая гидродинамическая структура потоков в насадке из элементов предлагаемой конструкции способствует увеличению поверхности контакта фаз и интенсификации процесса массопередачи в широком диапазоне нагрузок, Вьшолнение внутренней поверхности корпуса пористой приводит к увеличению числа центров кипения жидкости, более интенсивному парообразованию внутри элемента насадки н увеличивает положительные эффекты, обеспечиваемые направленным движением фаз. Испытание предлагаемой конструкции проведено на модели элемента насадки диаметром 0,03 м, высотой 0,04 м с шестью окнами на поверхности корпуса. Подвод тепла к элементу насадки осуществлялся через электроспираль, размещенную в корпусе. Элемент насадки при испытаниях был установлен в аппарате с кипящей жидкостью с возможностью вращения элемента вокруг оси. Испытания показали, что при кипении жидкости внутри элемента насадки пар выходит через окна, испарившаяся часть жидкости пополняется через конические воронки, что приводит к турбулизации потоков и интенсивному вращению элемента насадки. Направленное движение потоков предотвращает образование застойных зон, что установлено при наблюдении движения трассера (красителя) в аппарате, и приводит к интенсификации процесса массопередачи. Применение предлагаемой конструкции элемента насадки в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности позволит интенсифицировать процесс массопередачи и улучшить качество получаемой продукции. Формула изобретения 1.Элемент насадки для массообменных аппаратов с внешним подводом тепла, содержащий корпус с окнами на его поверхности, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса массопередачи за счет обеспечения направленного входа жидкости в корпус и выхода пара через окна и увеличения числа центров кипения жидкости, он снабжен коническими воронками, установленными на торцах корпуса и направленными внутрь его, а корпус выполнен из элементов, образованных боковой поверхностью тела вращения, смещенных относительно друг друга. 2.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса вьшолнена пористой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Патент США № З.;266. 787, кп. 261-94, 1962 (прототип).