Елемент насадки масообмінного апарата

Реферат: UA 105236 U UA 105236 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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 апаратах. Одними з найбільш поширених елементів насадки масообмінних апаратів є кільця Рашига, висота яких зазвичай дорівнює їх зовнішньому діаметру, їх виконують з металу, кераміки, пластмаси, при цьому відповідний елемент насадки масообмінного апарата містить оболонку у вигляді круглого прямого циліндра з двома відкритими основами [Мікульонок І.О. Механічні, гідромеханічні і масообмінні процеси та обладнання хімічної технології: підруч. - К.: НТУУ "КШ", 2014. - С. 231, рис. 3.35, a-1]. Недолік цього елемента - невелика питома поверхня. Найближчим аналогом до запропонованого корисної моделі є елемент насадки масообмінного апарата, що містить оболонку у вигляді круглого прямого циліндра з двома відкритими основами й розташованою всередині неї поздовжньою перегородкою [патент України № 3940, МПК B01J 19/32, опубл. 15.12.2004]. Цей елемент насадки, на відміну від аналога, що розглянуто, має більшу питому поверхню, що дещо інтенсифікує роботу елемента насадки та масообмінного апарата в цілому. Проте конструкція зазначеного елемента забезпечує лише поверхневий контакт плівки важкої фази (рідини) з легкою фазою (газ, пара, парогазова суміш) на поверхнях оболонки й перегородки, що не сприяє високій ефективності взаємодії фаз. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити елемент насадки масообмінного апарата, у якому його нове конструктивне виконання забезпечує на поверхні перегородки режим, близький до режиму емульгування, що істотно підвищує ефективність роботи елемента та масообмінного апарата в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в елементі насадки масообмінного апарата, що містить оболонку у вигляді круглого прямого циліндра з двома відкритими основами й розташованою всередині неї перегородкою, згідно з пропонованою корисною моделлю, перегородку виконано з наскрізними отворами й розташовано поперек поздовжньої осі оболонки. У найприйнятніших прикладах виконання елемента перегородку виконано за одне ціле з оболонкою, а також в оболонці по її висоті виконано два ряди надрізів з відігнутими всередину оболонки пелюстками, а перегородку розташовано між зазначеними пелюстками. Використання елемента насадки масообмінного апарата із зазначеними ознаками забезпечує певну затримку важкої фази на поверхні перегородки та інтенсивне проходження крізь шар важкої фази бульбашок легкої фази, утворюваних в результаті її диспергування отворами перегородки. Перегородку при цьому може бути виконано плоскою або опуклою (чи увігнутою - залежно від орієнтації елемента насадки в просторі), що також впливає на перерозподіл важкої фази під час проходження нею отворів перегородки: в разі плоскої перегородки - рівномірно по її площі, в разі опуклої - з максимальною витратою по її периферії, а в разі увігнутої - з максимальною витратою по її центру. Отже пропонований елемент насадки забезпечує як плівковий режим течії важкої фази по поверхні оболонки, так і режим емульгування над поперечною перегородкою (тобто в елементі насадки реалізується процес, аналогічний процесу масообміну на сітчастій або провальній тарілці). Виконання перегородки за одне ціле з оболонкою може бути реалізовано в разі виконання елемента з полімеру, пластмаси або кераміки безпосередньо формуванням елемента з відповідної сировини, що забезпечує високу технологічність виготовлення елемента (стають непотрібними складальні операції як у разі виконання перегородки у вигляді окремої деталі). Таке конструктивне рішення істотно спрощує технологію виготовлення елемента з полімеру, пластмаси або кераміки. У разі виконання елемента з металу в оболонці по її висоті може бути виконано два ряди надрізів з відігнутими всередину оболонки пелюстками, а перегородку розташовано між зазначеними пелюстками, які надійно фіксують перегородку в оболонці. Таке конструктивне рішення істотно спрощує технологію виготовлення елемента з металу. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - поздовжній переріз елемента насадки, приклад виконання перегородки у вигляді плоскої сітки; на Фіг. 2 і 3 - те саме, приклади виконання перегородки у вигляді опуклої та увігнутої сітки, відповідно; на Фіг. 4 - вид А на Фіг. 1; на Фіг. 5 і 6 - поздовжній переріз елемента, приклади виконання перегородки за одне ціле з оболонкою; на Фіг. 7 - поздовжній переріз елемента насадки, приклад виконання з оболонки з відігнутими всередину неї пелюстками; 1 UA 105236 U 5 10 15 20 на Фіг. 8 - вид Б на Фіг. 7. Елемент насадки масообмінного апарата містить оболонку 1 у вигляді круглого прямого циліндра з двома відкритими основами 2 і 3 та розташованою всередині неї поперечною перегородкою 4 з наскрізними отворами 5 (Фіг. 1-4). Перегородку 4 при цьому може бути виконано за одне ціле з оболонкою 1 (Фіг. 5, 6), а також опуклою або увігнутою (Фіг. 2, 3). Наскрізні отвори 6 також можуть бути виконані і в стінці оболонки 1 (Фіг. 6). Також в оболонці 1 по її висоті може бути виконано два ряди 7 і 8 надрізів 9 з відігнутими всередину оболонки 1 пелюстками 10, а перегородку 4 розташовано між зазначеними пелюстками 10 (Фіг. 7, 8). Елемент насадки працює в такий спосіб. Елементи у вертикальному положенні 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 (зазвичай на половину ширини основи елемента). Також елементи можуть бути засипані в масообмінний апарат невпорядковано. Після цього в апарат подають оброблювані фази, які, проходячи крізь шар насадки, інтенсивно взаємодіють одна з одною. Застосування пропонованого елемента насадки забезпечує як плівковий режим течії важкої фази по поверхні оболонки 1, так і режим емульгування над поперечною перегородкою 4, що істотно підвищують ефективність масообмінного процесу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Елемент насадки масообмінного апарата, що містить оболонку у вигляді круглого прямого циліндра з двома відкритими основами й розташованою всередині неї перегородкою, який відрізняється тим, що перегородку виконано з наскрізними отворами й розташовано поперек поздовжньої осі оболонки. 2. Елемент за п. 1, який відрізняється тим, що перегородку виконано за одне ціле з оболонкою. 3. Елемент за п. 1, який відрізняється тим, що в оболонці по її висоті виконано два ряди надрізів з відігнутими всередину оболонки пелюстками, а перегородку розташовано між зазначеними пелюстками. 2 UA 105236 U 3 UA 105236 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4