Насадка для тепломассообменного аппарата

 

1. НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА с псевдоожиженным слоем, выполненная в виде тела замкнутой формы с элементом для смещения центра тяжести и стабилизатором, расположенным с внешней стороны насадки отличающаяся тем. что. с целью обеспечения возможности работы пол вакуумом или давлением и повышения интенсификации путем обеспечения поперечной турбулизации газожидкостного потока и повышения степени дисперсности жидкой фазы, тело выполнено сплошным, элемент выполнен из материала с более высоко плотностью , чем тело, а стабилизатор размещен со стороны, противоположной смещенному центру тяжести. 2.Насадка по п.1, отличающаяся тем, что поверхность стабилизатора выполнена гофрированной. 3.Насадка по пп. 1 и.2, отличающаяся тем, что кромка стабилизатора выполнена зубчатой, а вершины зубцов поочередно отогнуты в разные стороны. (Л 4.Насадка по пп. 1-3, отлис чающаяся тем, что тело выполнено цилиндрической формы. 5.Насадка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что тело выполнено призматической формы. о 00 00 ч 0). СО

ии an A

SU р р В 01 D 53/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 QEllAM H3OSPETEHNA H OTHPbffMA .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н с втстсссмт с сидствъствт (21) 3549268/23-26 (22) 09.02.83 (46) 30.04.84. Бюл. У 16 (72) М.Т. Казиев, Н.П. Болгов, О.С. Балабеков и Ш.М. Молдабеков (71) Казахский химико-технологический институт (53) 66.074.513 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 614806, кл. В 01 D 53/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 698639, кл. В 01 D 53/20, 1979. (54)(57) 1. НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА с псевдоожиженным слоем, выполненная в виде тела замкнутой формы с элементом для смещения центра тяжести и стабилизатором, расположенным с внешней стороны насадки отличающаяся тем> что> с целью обеспечения возможности работы под вакуумом или давлением и

Ф повышения интенсификации путем обеспечения поперечной турбулизации газожидкостного потока и повышения степени дисперсности жидкой фазы, тело . выполнено сплошным, элемент выполнен из материала с более высокоЦ плотностью, чем тело, а стабилизатор размещен со стороны, противоположной смещенному центру тяжести.

2. Насадка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что поверхность стабилизатора выполнена гофрированной.

3. Насадка по пп. 1 и .2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что кромка стабилизатора выполнена зубчатой, а вершины зубцов поочередно отогну- Е ты в разные стороны.

4. Насадка по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем,,что тело выполнено цилиндрической формы.

5. Насадка по пп. 1-3, о т л и- Я ч а ю щ а я с я тем, что тело выпол нено призматической формы.

1 108

Изобретение относится к подвижным (взвешенной, псевдоожиженной) насадкам для тепломассообменной и реакционной аппаратурам и может быть ис" пользовано в химической, нефтехимичес кой, пищевой и других отраслях промышленности при осуществлении процессов абсорбции, ректификации, контактного теплообмена, а также химических реакций. 10

Известна насадка, имеющая на поверхности выступы, которые способствуют очистке стенок и отверстий опор- ных решеток от налипаний.Насадка может работать как под вакуумом, так и 15 под давлением $1) .

Указанная насадка характеризуется недостаточной интенсивностью поперечной турбулиэации контактиРующих потоков.

Наиболее близкой к предлагаемой является насадка, представляющая собой полый шар, выполненный с локальным утолщением со стороны внутренней поверхности. Смещенное относительно геометрического центра наружной поверхности расположение центра тяжести насадки способствует устойчивому положению ее, повышает равномерность распределения шаров и снижает гидравлическое сопротивление (2) .

Недостатки известного устройства — сложность изготовления, невозможность работы под вакуумом или давлением, недостаточно интенсивная поперечная турбулизация гаэожидкостного потока и, как следствие, возможность байпасного проскока фаз.

Цель изобретения — обеспечение возможности работы насадки под ваку-

40 умом или давлением, увеличение производительности и повышение интенсификации процесса путем обеспечения поперечной турбулизации газожидкостного потока и повышение степени дисперсности жидкой фазы.

Укаэанная цель достигается тем, что насадка в виде тела замкнутой формы с элементом для смещения центра тяжести и стабилизаторами выполнена сплошной, элемент выполнен из материала с более высокой плотностью, чем тело, а стабилизатор размещен со стороны, противоположной смещенному центру тяжести.

Целесообразно стабилизатор выполнять гофрированным, его кромку — зубчатой, вершины зубцов — поочередно

8763 2 отгибая в разные стороны, а тело насадки — цилиндрической нли призматической формы.

На фиг.1 показана насадка шаровой формы с аэродинамическим стабилизатором, на фиг.2 — то же, цилиндрической формы с аэродинамическим стабилизатором, на фиг.З вЂ” телЬ на" садки в форме прямоугольной призмы, на фиг.4 " то же, в форме треугольной призмы, на фиг.5 — то же, в форме ромбической призмы; на фиг.б расположение зубцов стабилизатора, на фиг.7 — выполнение стабилизатора гофрированным.

Насадка представляет собой сплошное тело призматической, цилиндрической нли шаровой формы (фиг,1) со стабилизатором 1 и помещенным внутрь него ближе к поверхности или прикрепленного к наружной поверхности элемента 2 более высокой плотности,чем основное тело насадки.

Исполнение насадки призматической или цилиндрической формы позволит повысить интенсивность турбулизации газожидкостного потока эа счет возникновения, в этом случае, дополнительной силы, усиливающей поперечные колебания насадки — силы Кармана, обусловливаемой образованием чередующихся вихрей за телом насадки с разных сторон крыла. В случае шаро вой формы сила Кармана не возникает (образуются одиночные тороидальные вихри) и насадка колеблется только за счет пульсации давления турбулентного газового потока.

Для повышения степени турбулизации контактирующих потоков верхняя кромка стабилизатора насадки может быть выполнена зубчатой, а вершины зубцов поочередно отогнуты в разные стороны. Поверхность крыла может быть выполнена гофрированной, что обеспечит увеличение площади восприятия пульсаций давления н таким образом усилит колебательный эффект насадки., Насадка работает следующим образом.

При взвешивании насадка, равномерно распределяясь по сечению аппарата, интенсивно колеблется относительно смещенного центра тяжести. Это приводит к интенсивной поперечной турбулизации газожидкостного потока и повышает степень дисперсности жидкой фазы, что обеспечивает интенси1088763

Фиг. фикацию процесса массопередачи.Кроме того, поперечные колебания стабилизатора насадки способствуют сепарации брызг, что позволяет увеличить линейную скорость газовой фазы. 5

Исполнение верхней кромки стабилизатора зубчатой приводит к дополнительному дроблению газожидкостного потока на зубцах, что повышает степень поперечной турбулизации и поверхность контакта фаз. Гофрированная поверхность стабилизатора увеличива" ет площадь восприятия пульсаций давления.

Применение предлагаемой насадки 15 позволяет интенсифицировать процесс массопередачн благодаря поперечной турбулизации контактирующих потоков и увеличению степени дисперсности жидкой фазы, что соответственно 20 снижает возможность прорывов и проскоков фаз без контакта и увеличивает П.К.Ф.,а также позволяет повысить сепарационные возможности взвешенного слоя насадки и тем самым 25 увеличить производительность аппарата по газовой фазе.

Лабораторные испытания показали, что предлагаемая насадка уменьшает нежелательное продольное перемешивание жидкой фазы. Так, например, если для модели аппарата со взвешенной шаровой насадкой (базовый объект) коэффициент продольного перемешнвания Е составил 80-160 м /с, то при использовании предлагаемой насадки в аналогичных условиях всего 50-80 м /с, что свидетельствует об увеличении движущей силы процесса и, следовательно, эффективности массообмена.

Предельная скорость газового пото ка без интенсивного брызгоуноса по сравнению с базовым объектом увеличена с 4 до 4,7 м/с, что соответствует увеличению пропускной способности по газу íà 12Х.

Использование предлагаемой насад- . ки обеспечит повышение производительности единицы аппаратурного объема, что приведет к уменьшению размеров колонной аппаратуры, т.е. к снижению расхода металла, производственных помещений, повышению производи". тельности труда обслуживающего персонала.

1088 7б3

Фаа

Составитель С. Баранова

Техред М. Тепер Корректор А. Ильин

Редактор А. Мотыль Заказ 2755/5

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4