Насадка для массообменных аппаратов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ(3(59 В 01 D 53 20 (21 ) 3449841/23-26 (22) 03.06.82 (46) 30.12.83. Бюл.Щ48; (72) М.В. Чаусов, В.П. Миронов, Н.В.Фрякин и It.N. Крылова (71) Ивановский ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт (53) 66.074.513(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 212988, кл. В 01 Р 53/20, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 237100, кл. В 01 D 53/20, 1969.

„„SU„„10 А (54 ) (57 ) НАСАДКА ДЛЯ МАССООБИЕННЫХ

АППАРАТОВ, выполненная в виде трех взаимно перпендикулярных элементов, о т л и ч а ю. щ а я с я тем, чтЬ, с целью увеличения эффективности использования динамических свойств насадочных тел, элементы выполнены кольцевыми, торцовые поверхности которых с боковыми образуют угол

40-75 .

1063446

Изобретение относится к насадкам массообменных и пылеулавливающих аппаратов, основанных на использовании трехфазной динамической системы (газожидкостно-подвижная насадка), Известна подвижная насадка для 5 массообменных аппаратов, выполненная в виде колец (1 3.

Недостатки подвижной насадки стабилизация положения ее элементов параллельными струями взаимодействующих фаз и выстраивание их по периферии вдоль стенки аппарата, в результате чего большая часть насадки становится неподвижной, что резко снижает эффект трехфазной 15 динамической системы, а следовательно, и эффективность технологического процесса.

Известна также насадка для массообменных аппаратов, выполненная из трех взаимно перпендикулярных дисков (2 ).

Однако известная насадка менее эффективна при работе с трехфазной динамической системой из-за задержки жидкости на элементах насадки.

Цель изобретения — увеличение эффективности использования динамических свойств насадочных тел в массообменном аппарате.

Указанная цель достигается тем, что элементы предлагаемой насадки выполнены кольцевыми, торцовые поверхности которых с боковыми образу)от угол с(=40-75

Нижний предел угла среза ()обус- 35 ловлен образованием подвижных агломератов из элементов насадки по причине зацепления один за другого выступающими частями торцовых поверхностей элемента насадки. Чем мень- 40 ше угол среза, тем длиннее выступающие части торцовых поверхностей и увеличивается вероятность сцепления отдельных элементов. Например, при ,o(,=45 высота срезанной части коль- 45 ца равна его диаметру, поэтому нецелесообразно иметь угол среза менее

40 . Сцепление отдельных элементов один с другим приводит к снижению индивидуальных динамических характеристик элементов насадки, а следовательно, и эффективности трехфазной динамической системы.

Верхний предел угла среза (оС) обусловлен образованием неподвижных, устойчивых к разрушению агломератов из элементов насадки. Чем больше угол среза приближается к прямому, тем больше элементов насадки выстраивается по периферии вдоль стенки 60 аПпарата и больше их устойчивость к разрушению. В результате этого резко снижается фект трехфазной динамической системы, а с ней и эффективность технологического процесса. 65

На фиг.1 представлен элемент насадки, внешний вид, на фиг.2 - сечение насадки в перпендикулярной плоскости.

Насадка содержит кольца 1, торцовые поверхности 2 которых образуют с боковыми угол 40-75О.

Насадка работает следующим образом.

В режиме развитого псевдоожижения, когда слой насадки из указанных элементов находится во взвешенном состоянии, локальные струи газа (жидкости )приводят насадку к интенсивному вращательному и колебательному движению. Это движение вызвано, с одной стороны, разветвлением и пересечением газовых (жидкостных струй ) при прохождении их через элемент насадки, с другой стороны, переменным сопротивлением движению взаимодействующих фаз в каналах насадки. Последнее .вызвано неперпен- дикулярностью торцовых поверхностей к боковым, в результате чего при входе газожидкостного потока в полость насадки и выходе из нее образуется опрокидывающий момент. Кроме того, предлагаемая форма кольца не позволяет элементам насадки устанавливаться друг на друга и образовывать длинные вертикальные каналы, где потоки взаимодействующих фаз движутся как по трубам. Таким образом, указанные обстоятельства исключают как пространственную стабилизацию элементов псевдоожиженной насадки, так и выстраивание ее вдоль стенки по высоте аппарата.

В результате активного воздействия подвижной насадки на взаимодействующие потоки газ-жидкость, в силу ее существенной динамичности, значительно увеличивается поверхность контакта фаз и частота ее обновления, вызванная интенсивными гидродинамическими флуктуациями различной природы и масштабов трехфазной динамической системы. Увеличение поверхности контакта фаз вызвано диспергацией турбулентных вихрей и струй газа (жидкости ) элементами насадки на большое число единичных включений (капель, пленок жидкости, пузырей, струй газа ), а также равномерным распределением последних в объеме аппарата. При этом, непрерывный обмен массой, энергией, импульсом единичных включений и обмен их энергий, импульсом с элементами насадки позволяет интенсифицировать процессы массопереноса и пылеулавливания. Об этом свидетельствует акт лабораторных испытаний предлагаемой- насадки.

Таким образом, формирование гидродинамических условий в трехфазной

1063446

Составитель С. Баранова

Редактор А. Курах Техред И.Метелева Корректор М.Демчик

Заказ 10326/8 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 динамической системе зависит как от формы, элементов насадки, так и от воздействия на них кинетической эиергии подводимой извне газовой струи.

С другой стороны, гидродинамическая структура подвижной насадки окаэы- 5 вает воздействие на газожидкостной поток и воздействует на скорость и селективность физико-химических процессов во взаимодействующих фазах. Эта физическая взаимосвязь и отражает энергетическое единство трехфазной динамической системы газ-. жидкость — псевдоожиженная насадка.