Регулярна насадка для тепломасообмінних апаратів

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (54) РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ (57) Изобретение относится к конструкции регулярных насадок, используемых в качестве контактных устройств и позволяет повысить эффективность работ посадки за счет создания колебательного движения просечных элементов и более рационального использования энергии газа. Насадка состоит из плоских вертикальных листов 1 с просечными элементами 2. повернутыми вокруг вертикальной осм, перпендикулярно к плоскости листа, имеющими зубчатые верхние 3 и нижние 4 края 1 з.п. ф-лы, 8 ил. Изобретение относится к конструкции регулярных насадок, используемых в качестве контактных устройств для проведения процессов тепломассообмена в системах газ(пар)-жидкость а аппаратах, работающих при разрежении и близком к атмосферному давлению, таких, как ректификация, абсорбция, конденсация, очистка газов в пищевой, химической и нефтегазоперерабатывающей отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности работы насадки за счет создания колебательного движения просечных элементов и более рационального использования энергии газа На фиг. 1-3 показаны виды насадки в трех проекциях; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - отдельный лист в изометрии; на фиг. 6 - фрагмент пакета насадки; на фиг. 7 - листы насадки с гофрированными участками; на фиг 8 - разрез Б-Б на фиг. 7, Насадка состоит из плоских вертикальных листов 1 с просечными элементами 2, повернутыми вокруг вертикальной оси, пер пендикулярно к плоскости листа, и имеющими зубчатые верхние 3 и нижние 4 края Просечные элементы образуются путем просекания с трех сторон зубчатых отверстий 5 и их отгибания по че гвертой стороне и последующего придания им Г-образной формы с удлиненным прямым параллельным плоскости листов участком, расположенным между листами. Просечные элементы и отверстия расположены вертикальными рядами Контуры просечных элементов до их изі ибания, контуры отверстий и контуры промежутков между отверстиями по вертикали совпадают. Фрагмент пакета насадки из трех листов показан на фиг, 6 Расстояние между листами при стыковке выдерживается за счет применения специального дистанционного элемента, который условно не показан, На фиг. 7 представлен лист насадки, в котором участки между отверстиями по вертикали и просечные элементы выполнены гофрированными в горизонтальном направлении. Просечные элементы имеют гофры 6 (21)4725546/26 (22)19.06.89 (46)23.10.91. Бюл. №39 (71) Киевский технологический институт пищевой промышленности (72) А.СМарценюк и Р.Н.Гусейнов (53)66.074.513(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР I\fe 1318269, кл В 01 D 53/20, 1985, •о 1685502 (фиг.7,8), а участки листов между горизонтальными отверстиями имеют гофры 7. Все гофры имеют Z-образную форму Насадка работает в режиме гравитационного капельно-пленочного течения жидкости с противоточным мли нисходящим прямоточным движением газа. В обоих случаях жидкость равномерно распределяется на поверхность листов насадки и просечных элементов и стекает вниз, контактируя с гэзо(паровой)фазой. Насадка имеет низкое гидравлическое сопротивление. Насадка собирается в пакеты и устанавливается в аппарат. В нижнюю часть аппарата подается парогазовая фаза, которая поднимается вверх между листами и взаимодействует с орошающей жидкость. Жидкость равномерно распределяется на верхней части насадки и стекает, контактируя с парогазовым потоком. Особенность насадки состоит в том, что жидкость должна равномерно распределяться и на поверхности просечных элементов 2. При совместном взаимодействии силы тяжести просечных элементов и гидродинамичекого напора газа просечные элементы 2 приходят в колебательное движение, возмущая оба потока. При этом происходит дробление потоков жидкости и газа, перемешивание их за счет изменения вектора скорости этих потоков и в результате увеличивается интенсивность массообмена между рабочими средами. 5 10 15 20 25 30 При стекании жидкости вниз на каждых зубчатых краях 3 и 4 листов и просечных 35 элементов 2 образуются капли, которые затем отрываются, пролетают в свободное падении до нижерасположенного элемента листа и после падения расплющиваются в пленку. Создается упорядоченное капель- 40 но-пленочное течение жидкости с одинаковыми параметрами по вертикальным участкам плоских вертикальных листов 1 и по рядам просечных элементов 2. Насадка сконструирована так, что путь, 45 проходимый жидкостью по листам (между отверстиями) и по просечным элементам 2, одинаков, а также одинаков путь полета капель на участках отверстий. В результате этого созданы равноценные условия ка- 50 пельно-пленочного течения жидкости вертикальными рядами по листам и просечным элементам и одинаковая интенсивность тепло- и массообмена во всем объеме насадки. 55 Гофрирование листов и просечных элементов в горизонтальном направлении по зволяет усилить колебательное движение просечных элементов и передать часть энергии колебательного движения на листы и за счет этого дополнительно повысить эффективность насадки. Гофрированные участки находятся на пути потоков жидкости, стекающих по листам и просечным элементам, и турбулизуют жидкостной поток. Дополнительное воздействие гофрированных участков на жидкость передается через газовую фазу, которая обтекая гофры, турбулизуется, способствуя усилению колебаний и развитию межфазной турбулентности во всем обьеме насадки. Капли жидкости, падающие на гофрированные участки, расплющиваются при ударах о гофры, слои жидкости при этом хорошо перемешиваются, и происходит усиленное обновление поверхности контакта. Обтекая выступы и впадины гофров, пленка жидкости испытывает торможение и дополнительное перемешивание, вследствие чего увеличивается время контактирования фаз и интенсивность обработки жидкости. Во время ударов капель о гофры и при обтекании ребер гофров газовый поток тоже турбулизуется. При равных условиях работы коэффициент массопередачи предлагаемой насадки на 20-30% выше, чем известной. Насадка проста в изготовлении и может быть получена путем штамповки и последующего выгибания просечных элементов. Формулаизобретения 1. Регулярная насадка для тепломэссообменных аппаратов, содержащая вертикальные листы с отогнутыми просечными элементами с зубцами, при этом контуры просечных элементов и форма выступов и впадин просечных элементов одинаковы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы насадки за счет создания колебательного движения просечных элементов и более рационального использования энергии газа, просечные элементы выполнены Г-образной формы с прямым параллельным плоскости листов участком, расположенным посредине между листами 2. Насадка по п . 1 , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что просечные элементы и промежутки листа по высоте между отверстиями имеют гофрированные в горизонтальном направлении участки Z-образного сечения. 1685502 L U U U U U IIU U U UL П П П П П П ПП u uuu П П ПП I ; J U U U U44 2 4 П П П П U U U U U I I U U U UL J П П ПП П П ПП Фиг 7 Фиг. 2 1685502 1685502 Б-б U U U LJ L 1 П П П П U U U U тято L 1 П P П П Фиг. 8 Фи гЛ Редактор В. Данко Составитель 3 Александрова Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая Заказ 3552 Подписное Т и р а ж ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101