Насадка для ректификационных и абсорбционных аппаратов Советский патент 1982 года по МПК B01D53/20 

Изобретение относится к насьтным насадкам, которые применяются в химической, га;зовой, нефтехимической, пищевой промышленности для организации тепло- массообменных процессов в ректификационных и абсфбционных аппаратах. Известна насадка, представляющая собой кольцо с поперечными перегородками в форме ступиц |lj. Боковая поверхность кольца вьшолнена с окнами. .Высота насадки в два раза меньше диаметра. Данная насадка обладает большей удельной поверх ностью, имеет относительно малое гидрав лическое сопротивление. Недостатком известной насадки является сравнительно небольшая поверхность контакта фаз для осуществления более эффективного массообмена. Кроме того, конструкция перегородки не позволяет повысить степень турбулизацин потоков и бояев эффективно использовать свободный объем. Известна насадка, содержащая цилвцдрические элементы, на боковой поверхности которых выполнены гфямоугольныв окна, поперечные перегородки в форме дисков с радиальными гфореэями, образующими лепестки, повернутые вокруг своей оси 2. Кош:трукция перегородки дает возможность турбулвз1фовать взаимодействующие потоки. Недостатки этой насадки - сравнительно небопыиая удельная поверхность контакта фаз, недостаточно равномерное расхфеделение потоков жидкости и газа по сечению колонны, невысокая эффективность. Цель изобретения - повьпиение эффективности массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз. Поставленная цель достигается тем, что в насадцсе, содержащей цилиндрические элементы, на боковой поверхности которых выполнены прямоугольные окна, поперечные .п егсродки в ферме дисков с радкальными 1Ц орезямя, образующими лепестки выполнены с переменными углами поворота, увеличивающимися от нуля до девяноста градусов. 397 На чертеже изображен элемент насадки в аксонометрической проекции. Насадка вьтолнена на цтиндрического кольца 1 с поперечной перегородкой 2, на боковой поверхности которого имеются окна 3, гфичем высота насадочного элемента в два раза мейьше диаметра кольца. Перегородка выполнена в форме диска с радиальными прс езями, образующими лепестки 4, повернутые вокруг своей оси. Угол поворота лепестков иа меняется от нуля до девяноста градусов (о,- О...с(., 9О), причем угол поворота каждого пос ледующего лепестка больше угла поворота предыдущего. Насадка работает следующим образом. Насадочные элементы загружают в колонну внавал. Газ (пар) и жидкость движутся в противотоке. Контакт между ними осуществляется на поверхности насадочных элементов и при больших газо-жидкостных нагрузках - в свободном об-ьеме между насадочными телами. Благодаря тому,что высота насадочного элемента в два раза меньше диаметра копьца, в рабочий колонны войдет в два раза больше насадочных тел данного диаметра, что будет способствовать увеличению удельной поверхности контакта фаз. Наличие окон на боковой поверхности препятс;твует скопленню жидкости внутри элемента и, следовательно, образованию застойных зон. Так как элементы загружают в колонну виавал то они могут расположиться дисками- друг к ttpyry.i Но так как угол поворота лепест ков изменяется от нуля до девяноста градусов, причем угол поворота каждого следующего лепестка больше, чем угол пово|рота предьщушего, то вероятность одинаковой ориентации и совпадения плоскости лепестков ничтожно мала. Жидкость на орошение подается сверху копонны в расгфеделяется по ; элемента. Протекая в щели между лепестками и окна на боковой поверхности, она решномерно растекается по сечению колонны, обеспечивая одинаково высо кую эффективность массопередачи в кажг дои точке сечения колонньь Так как лепестки выполнены с переменными углами поворота, увеличивающимися в псрядке нх .расположения от нуля до девяноста градусов, то в пленочном: режиме работы кахшн и пленки стекающей жидкости прохспвт через иасадочный элемент под разными углами, многократно пересекаясь. 4 что способствует турбулизации потока, повьпиенито эффективности. Газ движется по колонне снизу вверх. Идя по линии наименьшего сопротивления, он попадает в первую очередь туда, где расстояние между лепестками больше, гфиобретая тем самым вращательное движение, способст вующее дополнительной турбулизации жидкостного потока, создавая местные завихрения стекающей жидкости. Следовательно, даже при малых газо-жидкостных нагрузках в пленочном режиме масссшередача на предлагаемой насадке осуществляется в условиях турбулентности, т.е. эффективность массообмена повышается. При промежуточном режиме и режиме турбулизации двухфазной системы благодаря переменным углам направления лепестков газо-жидкостные струи пересекаются внутри объема насадки, что также повьплает эффективность, массообмена. При гидравлическом согфотивлении не выше, чем у известных насадок, тдэедлагаемая конструкция насадки имеет большую поверхность контакта фаз и, следовательно, большую эффективность массообмена. I Таким образом, хдзедлагаемая конструкция насадки дает возможность повысить эффективность массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, чему способствуют уменьшение высоты наса- дочного элемента, изменение угла поворота лепестков от нуля до девяноста градусов, причем лепестки вьшолнены с переменными углами поворота, увеличивающимися в порядке их расположения, что способствует винтообразному движению газового потока (по сравнению с щзото)типом). По сравнению с аналогом поверхность контакта фаз гфедлагаемой насадки увеличивается за счет изменения конструкции перегородки. Формула изобретения Насадка для ректификационных и абсорбционных аппаратов, содержащая цилиндрические элементы, на боковой поверхности котсрых выполнены 1дзямоугрльные окна, поперечные п егородки, вьшолненные в форме дж;ков с радиальными прорезями, образующими лепестки, повернутые вокруг своей оси, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, лепестки

$9714444

выполнены с переменными углами поворр-1. Патещ- Ангпив № 1385672,

та, увеличивающимися от I до 90 .кл. В OlD 53/20, 1975.

Источшоси информации,№ 2918877/23- 6i кпВОП 53/20,

4 ннятые во внимание при экспертизе 5 30.04.80.

2. Положительное решение по oasifiito

г