Елемент насадки масообмінного апарата

Корисна модель належить до обладнання хімічних, харчових та споріднених виробництв, зокрема до насадок тепломасообмінних апаратів і може бути використана в ректифікаційних, абсорбційних, екстракційних та інших установках. Відомий елемент насадки масообмінного апарата, що містить замкнену опуклу оболонку з двома однаковими відкритими основами, при цьому оболонка в поперечному перерізі виконана круглою [Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. - М.: Химия, 1995. - С. 62, рис. 16-13, а]. Цей елемент насадки забезпечує досить надійну взаємодію фаз в апараті, проте прямолінійне розташування стінок оболонки не гарантує "проскакування" оброблюваних фаз одна відносно одної без їх взаємодії, що зменшує ефективність масообмінного процесу. Також зазначене "проскакування" фаз можливе і між елементами, що утворюють шар насадки в масообмінному апараті Найближчим близьким до пропонованого технічного рішення є елемент насадки масообмінного апарата, що містить замкнену опуклу оболонку з двома однаковими відкритими основами, взаємно перпендикулярні осі кожної з яких мають різну довжину, а основи оболонки розташовані з кутовим зміщенням [патент України на корисну модель №1738, МПК7 В 01 J 19/30, заявл. 03.07.2002, опубл. 15.04.2003]. Цей елемент насадки на відміну від аналога, що розглянуто, покращує умови взаємодії фаз, суттєво зменшуючи "проскакування" оброблюваних фаз одна відносно одної без їх взаємодії як крізь окремі елементи, так і крізь канали між елементами шару насадки в масообмінному апараті. Проте у разі використання зазначених елементів для формування шару регулярної (укладеної правильними рядами) насадки виникають певні складнощі: стійкість елементів невисока, що може порушити структур у шару насадки під час експлуатації апарата, а отже знизити ефективність масообмінного процесу. В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалити елемент регулярної насадки масообмінного апарата, в якому його нове конструктивне виконання підвищило би стійкість у вертикальному положенні як окремого елемента насадки, так і шару регулярної насадки, складеного із зазначених елементів, а отже надійність роботи апарата при збереженні низького гідравлічного опору та забезпеченні високої ефективності процесу масообміну. Поставлена задача вирішується тим, що в елементі насадки масообмінного апарата, що містить замкнену опуклу оболонку з двома однаковими відкритими основами, взаємно перпендикулярні осі кожної з яких мають різну довжину, а основи оболонки розташовані з кутовим зміщенням, згідно з пропонованою корисною моделлю новим є те, що поперечний переріз центральної частини оболонки виконано коловим, при цьому його діаметр дорівнює довжині більшої осі основ оболонки. У найприйнятнішому прикладі виконання елемента насадки основи оболонки виконані еліптичними. Використання елемента насадки масообмінного апарата із зазначеними відмітними ознаками забезпечує високу стійкість кожного елемента при його вертикальному розташуванні в шарі насадки завдяки надійній фіксації кожного з них з боку чотирьох сусідніх елементів (внаслідок виконання поперечного перерізу центральної частини оболонки коловим). При цьому зберігається живий переріз елемента насадки й відповідно низький гідравлічний опір. При утворенні шару насадки з таких елементів (як укладених, так і навалом) забезпечується сумірність каналів всередині елементів насадки і каналів, утворених сусідніми елементами шару насадки, що зрівнює умови масообміну між фазами на внутрішній і зовнішній поверхнях насадки, а отже покращує е фективність масопередачі в апараті. Виконання основ оболонки елемента насадки еліптичними забезпечує найбільш щільне укладання елементів насадки в апараті (тобто високу питому поверхню шару насадки) і підвищені міцнісні властивості елемента. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг. 1 - пропонований елемент насадки у вертикальному положенні; на фіг. 2 - вигляд А на фіг. 1; на фіг. 3 - вигляд згори регулярного шару пропонованих елементів. Елемент насадки масообмінного апарата містить замкнену опуклу оболонку 1 з двома однаковими відкритими основами 2 і 3, взаємно перпендикулярні осі 4 і 5 кожної з яких мають різну довжину, а основи 2 і 3 оболонки 1 розташовані з кутовим зміщенням (у найприйнятнішому прикладі виконання елемента кутове зміщення основ 2 і 3 складає 90°). Поперечний переріз центральної частини 6 оболонки 1 виконано коловим, при цьому його діаметр 7 дорівнює довжині більшої осі 4 основ 2 і 3 оболонки 1 (фіг. 1-3). У найприйнятнішому прикладі виконання елемента основи 2 і 3 оболонки 1 виконані еліптичними. Елемент працює в такий спосіб. Сукупність елементів безладно або у вертикальному положенні (фіг. 3) щільно укладають рядами в масообмінний апарат (перший ряд на підтримувальну решітку, а кожний наступний - на попередній ряд), при цьому ряди можуть бути зміщені один відносно одного (звичайно на половину ширини основи елемента). При цьому сусідні елементи бажано встановлювати з поворотом один відносно одного на 90°(див. фіг. 3). Після цього в апарат, звичайно протитечією, подають оброблювані фази, які, проходячи крізь шар насадки, інтенсивно взаємодіють одна з одною. Застосування пропонованого елемента насадки інтенсифікує масообмінний процес в апараті при незначному гідравлічному опорі насадки.