Регулярна насадка для тепломасообмінних апаратів

Изобретение относится к конструкции ре улярной насадки для аппаратов, рабо тающих при разрежении, и может использоваться для тепломассообменных процессов в системе газ — жидкость, а также для мокрой очистки газов Целью изобре тения является повышение эффективности процесса за счет улучшения равномерности течения жидкости по сечению насадки и обеспечения капельно пленочного течения жидкости по поверхности листов и просеч ных элементов Насадка состоит из верти кальных листов с просечными элементами с трехсторонним прорезом, отогнутыми вокруг вертикальной оси под прямым углом к лис ту, расположенными вертикальными рядами и соприкасающимися с соседними листами Каждый просечный элемент имеет форму прямоугольника, верхняя горизон тальная сторона которого снабжена высту иающими вниз впадинами или несколькими вырезами, а нижняя сторона выступаю щими вниз выступами-зубьями такой же формы, как и впадины Поверхность насад ки может иметь наилонные рифления, сходящиеся вниз к осям вырезов (или зубьев) Радиус отгиба просечных элементов больше внутреннего радиуса канавок рифлений Лист насадки может быть свернут в рутон 1 з п ф-лы, 4 ил Ю СО 1318269 Изобретен и», относится к конструкции регулярных насадок, имеющих низкое гидравлическое сопротивление, предназначено для проведения процессов тепломассообмена в аппаратах, работающих при разрежении с системами газ (пар) — жидкость— ректификации, абсорбции, конденсации, в том числе для разделения термически нестойких продуктов, может быть нспользо вано для проведения процессов тепломассообмена при атмосферном и повышенном давлении, а также для пылеулавливания и газоочистки в пищевой, химической, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение эффективности работы насадки за счет улучшення равномерности течения жидкости по сечению насадки и обеспечения капельнопленочного течения жидкости по поверхности листов и просечных элементов и улучшение турбулизации жидкости, уменьшение скорости ее течения по насадке, направление струй жидкости на центры просечных элементов, а также предотвращение байпассирования микропотоков жидкости по вертикальным участкам листов насадки между рядами просечных элементов. На фиг. 1 изображен лист-насадки, общий вид; на фиг. 2 — форма просечных элементов; на фиг. 3 — лист насадки с просечными элементами, имеющими по два выступа и две впадины; на фиг. 4 — лист насадки, свернутый в рулон. Лист насадки выполнен с просечными элементами 1 с трехсторонним прорезом, расположенными вертикальными рядами. Просечные элементы 1 и образованные ими отверстия 2 имеют одинаковую форму прямоугольника с вертикальными боковыми сторонами 3 и 4. Верхние стороны прямоугольника посредине имеют выступающие вниз впадины 5 (зубья). Впадины 5 могут быть трапециеобразной, скругленной, треугольной и другой формы. Нижняя сторона прямоугольника выполнена с выступами 6. Впадины 5 и выступы 6 расположены соосно и имеют одинаковую форму. Контур вертикальных участков 7 между просечными элементами одинаков с контуром просечных элементов. Расстояние между листами аыдерживается за счет сопряжения с соседними листами просечных элементов 1, выполняющи х одновременно роль дистанционных деталей. Просечные элементы отогнуты на угол 90°. Поверхность листов насадки и просечных элементов целесообразно снабдить рифлениями, которые могут быть выполнены накаткой или другим способом. Поверхность листов насадки снабжается рифлениями до изготовления и отгиба ния просечных элементов. После отгибания просечных элементов правильное направление рифлений на их поверхности рифления листа могут иметь горизонгаль; ные участки, расположенные над выступами (зубьями) отверстий. Лист насадки может быть свернут в рулон в виде спирали Архимеда. Направленные внутрь просечные элементы при свер,. тывании спирали выполняют роль дистанционных вставок, регулирующих расстояние между витками спирали Просечные элементы листа насадки могут иметь по два выступа и две впадины. Насадка может работать в режиме про15 тивотока и нисходящего прямотока фаз. В режиме противотока жидкость равномерно подается на листы насадки и, стекая по ним вниз, контактирует с поднимающимся снизу потоком пара (газа). При прямотоке жидкость и газ движут20 ся сверху вниз. Наличие одинаковых отверстий в двух взаимно перпендикулярных плоскостях насадки способствует равномерному распределению газа по всему сечению аппарата. Орошающая жидкость формируется в 25 отдельные секционированные потоки — струйки, стекающие в пленочно-капельном прерывистом режиме строго вертикально вниз по вертикальным рядам расположенных друг над другом отверстий в листах насад30 ки, и такие же струйки, стекающие аналогичным образом по просечным элементам. На выступах каждого отверстия образуются отдельные капли жидкости, которые после достижения определенной величины отрываются от выступа зуба, пролетают 35 путь, равный высоте отверстия, и падают на верхние края впадин отверстий в листах насадки, где под совместным воздействием сил инерции и гравитации расплющиваются в тонкую пленку, стекающую 40 вниз по обеим сторонам листа. Стекая дальше вниз, пленка жидкости доходит до выступа-зуба нижележащего отверстия и опять формируется в каплю Процесс образования капель, их полета, .(- падения на поверхность листа с расплющиванием в пленку повторяется на каждом отверстии. Во время полета капли разгоняются, а при течении а виде пленки на участках между отверстиями — тормозятся. Нанесение 50 рифлений на поверхность листов способствует торможению жидкости и ее турбу лизации. Торможение жидкости увеличивает время ее стекания, которое в ряде случаев может оказываться недостаточным для переноса полного распределения зещества 55 и достижения требуемого времени протекания процесса в жидкой фазе. Вследствие того, что расстояние между отверстиями по высоте равно высоте отверс 13 і 8269 в капли В промежутках межіу отверспія тии, путь разгона капель во время их по ми потоки жидкости отсутствуют лета равен пути торможения жидкости при ее пленочном течении Случайно попавшая на вертикальные Во время формирования и полета каперемычки чежд> отверстиями жидкость пель, а также при расплющивании капель с помощью рифлении отводится на з\бья в пленку существенно улучшается перемепросечных элементов и их отверстий Та шивание жидкости, что приводит к значиким образом исключается нежетательное тельной интенсификации массообм°на стекание (баипассирование) жидкости по Аналогичная картина происходит в стройнеперфорированным участкам насадки, обках жидкости, стекающих по рядам отоладающим более низкой эффективностью гнутых просечных элементов Просечные 10 контактирования Вся жидкость разделена элементы каждого вертикального ряда ого на отдельные устойчивые микропитоки, выгнуты в одну сторону на угол 90° и распосокая эффективность массообмена в котоложены строго друг над другом, вследствие рых обеспечивается прерывистостью ее те чего жидкость стекает по ним также стро чения го вертикально вниз На выступе-зубе каж- 15 Увеличение количества зубьев до двух дого отогнутою просечного элемента обрав каждом отверстии позволяет увеличить зуются капли жидкости, которые, достигактивную тепломассообменную поверхнув достаточного для их отрыва веса, отность насадки, уменьшив долю пассивной рываются от зуба, пролетают путь, равный поверхности насадки, приходящуюся на расстоянию между просечными элементами, 9 П перемычки между отверстиями по гори-іон,. гпадают ,,« „„„„ „, и , .г,^.^^ на впадину нижерасположенного *• тали, и за счет этого увеличить общую эф фективность насадки просечного элемента После падения капли расплющиваются в пленку, которая, сте Формула изобретения кая вниз, опять формируется в каплю на нижерасположенном зубе 1 Регулярная насадка для тепломассо25 обменных аппаратов, содержащая верти Поскольку форма и размеры промежуткальные листы с просечными элементами ков по высоте между отверстиями и просечс трехсторонним прорезом, отогнутыми поц ными элементами строго повторяют форму прямым углом относительно листа, кромки и размеры отверстий и просечных элемен которых сопряжены с соседними листами, тов, то создаются одинаковые условия для стекания струй жидкости на основной по- 30 и выполненными с впадинами, расположен ными на верхних сторонах, отличающаяся верхности листов насадки (в промежутках тем, что, с целью повышения эффективное между отверстиями) и на просечных эле ти работы насадки за счет улучшения равментах номерности течения жидкости по сечению На всех впадинах и выступах образуютнасадки и обеспечения капельчо-пленочнося капли одинаковых размеров и формы, 35 го течения жидкости по поверхности лискоторые одинаково интенсивно взаимодей тов и просечных элементов, просечные элествуют с парогазовым потоком менты отогнуты относительно вертикальной Использование отогнутых под прямым оси и расположены вертикальными рядами, углом просечных элементов и образованных нижние их стороны выполнены с выступаими отверсіий в качестве дополнительной одинаково эффективной по сравнению с 40 ми, расположенными соосно с впадинами, основной поверхностью насадки контакт при этом контуры просечных элементов и ной поверхностью позволяет повысить эф вертикальных участков листов между профективность работы насадки и увеличить сечными элементами и форма выступов и наїрузки по жидкой фазе впадин просечных элементов одинаковы Поднимающийся снизу парогазовый 2 Насадка по п 1, отличающаяся тем, 45 поток вступает в тесный контакт с жид что, с целью улучшения турбулизации жидкостью, стекающей в прерывистом капелькости, уменьшения скорое їй ее іечения по но-пленочном режиме Взаимодействие паронасадке, направления ст руй жидкости на газового потока^ с каплями жидкости происцентры просечных элементов, а также преходит интенсивно дотвращения байпассирования микропотоК 0 8 ЖИ КОСТИ по Эффективность массообмена повышает- 50 Д вертикальным участкам ся не только в жидкой, но и в парогазовой листов насадки между рядами просечных фазе элементов, поверхность листов насадки и Выполнение рифлений позволяет дополпросечных элементов имеет рифления, нанительно турбулизировать стекающую по пример накатку, выполненную в виде паралнасадке жидкость, уменьшить скорость и лельных симметричных ломаных линий, стабилизировать направление ее течения 55 разграниченных осями симметрии отверс по насадке Вследствие наличия рифлений тий и промежутков между отверстиями прожидкость стекает по их бороздкам к осям сечных элементов, сходящихся елочкой вниз зубьев, где происходит ее формирование к осям впадин просечных элементов 1318269 Фиг.1 Риг. 3 Составитель С Баранова Редактор П Гереши Техред И Верес КоррекіорМ Демчик Заказ 2450/5 Тираж 656 Подписное ВНИИПИ Государственною комитета СССР но делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж—35 Раушская н