Тепломассообменный аппарат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1115788 з(50 В 01 D 53 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 } 3593820/23-26 (22) 20.05.83 (46) 30.09.84. Вюл. № 36 (72) М. В. Чаусов, В. П. Миронов и 1!. В. Фрякин (71) Ивановский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический ипститут (53) 66.0 (5.23.05 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство ГССР, ч 791401, к.н В 01 D 53/20, 1980.

2. Лвторское свидетельство СССР

Л 682255, кл. В 01 !3 53/20, 1979 (прото1 I1 1 ), 5-1) (57) 1. ТЕПЛОМАССООЬМВНН1э1Й

А!1!!ЛРЛ 1 . содержа гний корпус, газорас ределитсльнук1 и ограничительную решетки, между которыми расположены стержни с нанизанными на них с эксцентриситетом насадочными элементами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассоперсноса за счет более полного и активного воздействия на газожидкостную систему всех элементов насадки, стержни выполнены из соединенных друг с другом изогнутых прутков, которые образуют попеременно ряды продольных и поперечных участков стержня, при этом продольные участки расположены под углом 20-40 к вертикальной оси аппарата.

2. Аппарат по и. 1, отличающийся тем, что элементы насадки на продольных участках стержней выполнены разного веса, уменьшающегося с высотой слоя насадки.

1!15788

ЦЗООР(TCI!iit. 0 t !IO(. И (51 K T(lf. JOXIHССООО3} C f I I I bl Ы И 11 b!. 1 t.">3 1 Я I 3, H Б с IO I I I И М 3 П П Я Р <1 Т сl М >

l1Ри1I!(иl(л(Й TвиЯ kотОРblх ОсMОВй лин<(мическОЙ сНс.

T(.М!>! (ГЯЗ->KH;I KOÑTI>-И IIC(>ÒMñlß НЯСЯДКЯ ) .

ТЯКИ(ЯllllI 11IHPÎKO HC(JOËE>3 IOTCH В химической, нефтсхи ч и чес кой, легкой lIpoмып(лс «но(п и и цветной металлургии для очистки от>ц>ля(цих газов от вредных ингреД И (. Н TO E3 И I I Ы Л Р! .

Эффективность работы таких аппаратов определяется в основном организацией движения и пространственным распределением нясялочных тел, а также конструктивным

Оформлением элементов подвижной насадкии.

Для интенсификации технологических процессов используется целый ряд массообменных аппаратов, где элементы подвижной насадки распределяются Б аппарате

iip» помощи ограничительных сеток, струн, гибких связей и др. (11.

0Iнако использование ограничительных сеток Б массообменных насадочных аппаратах увеличивает гидравлическое сопротивление аппарата и не позволяет работать

1lt)H повышеMHbfx нагрузках по газу и жидкости, так как насадка прижимается к огра(ичительным сеткам и теряет свою подвижность. Напротив, насадка, жестко закрепленная на струнах, работает только при высоких нагрузках, так как для движения сгрун и насадки требуются большие энергозятраты. Насадка, удерживаемая в а(шярат(при помощи гибких связей при своем

;(13M>f!cíHH, запутывает их и завязывает .(руг с другом узлами. В результате этого и!Ггепсивность массообмена резко пяд()ет.

Наиболее близким к предлагаемому я»ляется тепломассообменный аппарат PO,lcр)KH1HHH корпус, расположе!шые в нем Hc ðГикальные стержни с нанизанны.,!и на пих насяд<>иными элеме!пями, имеющими ОтВ((7CTHH 13 ФО(ЗМ(. CHII<> f)U<). IOH ld ВРЯ !Ц "lf HH

Лияч ром 13 2-3 разя бол(ине Лиамстpci

СТPP7KIIЯ ИЛИ Б IfIO,:! «t Mbl С >K!. !IC!ITPHCHT(. .Ò01>1, равным !),1-!),2 лиямстра .>лсчента насялР1 (l(f)(."го а Б пи рята позволяют нсског(ько fl!!I снс Icj) Jff1(}j>0133Th IIPoEEPc теплоО О Ч (I i (I:> с} (! (П (В О О Од Н О Г 0 Б И Т 3 Н И Я Э;! С :>(ft «He!i,1ки О(носител!.!)o стсржней и у»0PH;c > f(ННОГО PHCIIj)(,(ЕС!СНИЯ СаМИХ СТСРЖней 110 се«с (ик> HI«IHpHTd, o.п ако не (юзно(1! К)т 13 Il<) 1 M(7H ((СРс и MTcf! сиФи ll HPoE3 i! ть

I!po Ic сс за с кт свободногO витания элечентов if1 Н 3 С сl, С К И, Pc! C IIO.(2 Г<111С Ь «Н (Т(f)Ж tIЯX 13(Р 1 l! Kс! З Ь IIО ДР > Г Зс! .(f)ЧГОХI, ИМ С К)Т Ic Одинаковую JJHpv< ность по от«ol!IPMH!o к (БИ ЖV(111! Ч СЯ ПОТОК3Х(ГЯЗЯ И ?К!!ДКОCTИ, .С .

КРс!Й tfHC 9)IC»(C!ITt>1 !ДЛЯ ГЯЗЯ СНИЗМ, (ЛЯ ЖИ.! косз и с 13cpx > ) закры Бя ют собой лрч! HP э. ((. менты насадки от воздействия на Бих I àçîжидкостного потока и JJOai чяю Г няибо.(ьIJI>)К) KHfICTHKli;I,кости, уE3;IcKHH зя собой пo стержню другие элементы. В> резул(тя Г(этого э fpx}cff J f !(яся JKè i!3 стс ржнях не могут имет(> равномерного рясн>>елеления и образуют собой агломераты, Б которых движение каждого элемента насадки не свободно.. !ишь некоторая индивидуя,«>н;151 полвижность элем(fIT013 IIHPB,.EKH H !Ã:!0мератях может быть вызвана Воздействие)! газожидкостного потока па те элементы насадки, которые смещены друг относительно

}5 друга, что возможно в известном устройстве зя счет увеличенного лиаметра отверсTHH В f13CB IKP. H Был ОЛНЕMH(. эксцс«триситетом. Но так KHK Все элементы насадки имеют одинаковые размеры, ТО

20 эффект с мс н(еl(и я и меет м(сто В 1 Ом сл))чяе, когда элементы насадки смещены Относительно друг друг2 по разные стороны. ч!О

В ИЗВС. СТНОМ 3 Ill!3 P3Tt MC . ОО(<. НС Ч И ВЯ(. ТС Я.

СГ(еловятег!Ьно, вергикя, ь«oc расположение стсржнсй с HB»HJHI«». !ш них эц—

25 ментами !!Bc;iдки, обладающими свобо;шым

k3итаниеч, и(cfloñîácòf3 >PT развитии Б пол(«ой мере интенсификации процесс а теплоМс! ССОГ1С Р HOCH И Х E3(. . (и Ч И (3<.:ЕГ Ht РОЯ ТИОСTI>

Г(()оскс)к(1 газа (жидкости) черсз к<нп гllc Mb из-33 JJcj)f}tfo(f!>!)()ОГО j>c!c I!1)cтсг!<.IlliH >,.fCXfCtITOi3 Бс!ГЯЛКИ M;i I!. РЖНЯХ. ! ((л ь изобретеlJ HH н нтсн(ч(фи кя пня

11p0lIc< теffëOI(file(oil(ðåll()(зя счсг б< .!с с

I!O.I1IOI О H акти ННОГО ВОЗ JC!1CТBHH

ЖИ IKOCTII t К> CH(1 ЕМЧ (3< С Х Э, ICXfCtt f 0 Н;!С:.I.i ээ5

k(I f .

У KHBclflfl, которым H рас по. (Ож I ы с!Pt) if< !I« (.

ff>J IJH3 H lflIl>f >f JI П я НИХ C ЭКСI((. I IÒð(: С H! T<))t насадочпыми элементами, стержни fbi«c) Iнс!«i из сослине. (ны. друг с л(71гох и:3" Гн(гы. прутков, которьц Образ, i()! «онерсчcilIt<),)и it>f IIPO IO,II>l! bi X И II<)lit" )(l IBC KOJ!

СТ(. Pif! f!H, Il!)H ->! О >1 Il))0 IO, I i>tl hl(Х (it! ГКИ » л >л !» 2!)--(!)

If и О C Ji c« I f! c! Р Я т 3

jX>!)<>xtc того, ->лс xicll ы « i! cc!,(кн II !! .I f><);10, t ь! (!>(к \ Ястка х <. T(P>K н ((: !3 !>f!! t ) l н(н(>! !)Я:3M()l O ЩCd. УМЕНЬfllHK)I!JCГ<)СЯ С !3ЫСО(01! .I!)H

I l cl < ci, (к И. 0 Вы«о;«)с нис спсржней нз c)TJ! льtll lx !р,ткОБ > кс) 3 J tlllc) (l <1)ор чы нозБО, (я(t ()!. :3 i>00!) t>l x

ТР(. П!(Ктсй lfc!I!Jl;>(1 У ГЯС3 <)K "ГС PЖ II Я И Г) Я(I! f)!, IC., 111 t I> ((!10 КОI!Т I KТf f f >l 3 I . 3 <) f l c! М 1 i <) ГО С Т (> f f (. t l . Я 1 < ) Г (> c J 1! I I c I i ) сl Т Я .

В нре,(ляг (смой кс,!!с Tpx KII! 1 .тержнс и нри (C Kl1H0 I! H P()l3 3 MH È, СКЛК>tf

lIJ!(«(>ОЧСЖУП> Н!Ь(Х Pi>!BCÃÎÊ TO«()PO.: i

KO Гt)Р!> (H 3((Л(Т . 1(ТО В Jf Б« "t fl! t tl cl li I t );) ) (1115788 и создяк>т дополнитслы!ое гидравлическое сопроти вленпс систем ы; кроме того поперечные участки стержня также являются рабочими, т IK кяк насадка, нанизанная на IIkix, увеличивает общую поверхность контакта фаз и перекрывает сечение аппарата, чтО умсныпаст проскок газа (жидкости) . (ЯСНО. IOiKCIIH(IlpO jO lb llblX V«3CTKOB CTtp>Kнеи к вертикальной оси аппарата под углом

20-40 IIOBI)0;IHCТ CBOC>ORTHO pdCIIIHpHTbCH елок) насадки под воздействием потоков газа и жидкости, а также несколько сместить в горизонтальной плоскости каждый элемент насадки от!юсительно друг друга, обеспечивая тем самым условия тесного взаи модсйствия газож идкостного потока со всеми элементами насадки, нанизанными kl3 стержни. Кроме того, при наклонных стержнях уi fcIIIrf(13cтся высота контактной ступени, а следовательно, аппарата в целом. В рззультатсс тесного контакта всех элсме!пов насадки с потоками газа и жидкости насадка в сво!о очередь более полно и активно воздействует на газожидкостный поток.

При угле наклоня продольных участков

cTcpiKHcH м(псе 20 каждый вьп))ссто>1ц(и Й элеме)п Насадки попадает в тень нижележап(его оолсс чем ня 55%, что приводит к сниженик> индивидуальной подвижности элементов насадки. Пр>! угле наклона более

40 резко умеlii шастся количество стсржнеи, которые можно было бы разместить в аш!арате одного и того же диаметра.

На фиг. 1 схематически представлен предлагаемый 31llldp3T, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — вариант рас!И>ложения стержней и сочетани(различных по форме изоп(утых пру"1 Kok!, Г Д(. ст(ржни вь)<1!ОлнеHbf из ОдинаKOBhl Х II P<< i КОН!>!Х:-) 1ЕХ)СIITOB; fIO ПО OTfIOшснию 0111Н к другому расш)ложсны в nepel!(. рнуг(>м виде; на фиг. 4 -- то же, при этом с!сl)iKIIH выполнены из 0.(иотипных после,(011;!.Гслын> c0(1 fill(. н ных элеме!пов; и а риг. 5 То жс, при этом стержни выполнеilû Н3 ifðHìûx llðYтков; ца фиг. 6 — вид .-), и;! (f)Hl . 3; на фиг. 7 — вид Б f13 фиг. 4;

il; (1)иг. <) Нид В II;- фиг. 5.

1(0<> ц>льныс участки стержней, которые

СМО ГРИТ(и I!(Р) il i« i. 1i>i I<), H М(КП IIЯК >1011 Bll(. (>(Д H Н <>!il,j <>Гil()<. HT(, lb!i() B(. PTHK30bIIOH О fi

ВО »nli i1, 10< ко(ти. Те1>лом Яссооомсп и!>1 fl KIIT 1<ор)1 )ИОвлс ны сrcpiKilki 2, З<)КРСII, ICll iif»(СiiH.)< !iной р ill ткс Л I1 сl!(рху fi III(7 i<(1. > ((I(НТЫ <) lid (Ò(1) Ж

il HÕ 2 ii <1 XO. EH 1(я 1:. С I

И Об ра C l()T fi I K соты.

Лип<)р(!т работа(т слсдук>щим образом.

Гяз, подводимый под газораспределигельную рс! !Стку ), проходит ее и, распределяясь по сечсцию;!Нпярата, движется вверх. Жидкость, по j, но с ограниченным перемещением, приобр(тая регулярную структуру, которая достигается тем, что струи газа (жидкости), проходя вдоль аппарата через слои насадки, стремятся раздвинуть и отделить друг От друга элементы Hас3дки. причем это относится не только к элементам насадки 113

2С поперечных участках стержней, но н ня продольных. Движение IIOToKQB газа и жидкости между отдельными элементами насадки ня продольных участках стержней имеет место из-зя ступенчатого расположения элементов насадки на этих участках и от.)5 носитсльногO смещения по сечению аппарата. Кромс того, на наклонных участках стержней насадка под воздействием потоков газа и жидкости может перемещаться в двух координатных направлениях. Эти обстозп ятсльства обеспечивают равномерное распределение элементов насадки как вдоль, так и 110 сечению аппарата, что дает возможность независимо друг от друга свободно витать элементам насадки относительно стержней. F3 свою очередь, интенсивное и акти вное воздействие элементов насадки н а газ ожидкостну)о систему позволяет ускорить в ней протекание физико-химичесKHx процессов и обеспечить тесный контакт взаимодействующих фаз.

4О Гщс большего эффекта можно добиться, если на продольных участках стержней разместить элементы насадки с переменным весом (плотностью), уменьшающемся с Bhlсотой слоя насадки. Использование такой насадки н3 стержнях позволяет в совокупности с вышеуказанными эффектами достичь большей степени равномерного pac»pczcления ес в Kuiir;IKriifi Y 3033x аппарата. Гlослсднес сказ! !Н(!ется на эффективности работы аппарат;1 с точки зрения проскоК3 гяз» ii провала жидкости через его контактныс зо! ы, что Нежелательно. В предлаГЯСХI()11 KÎ1IÑ 1 Р<> К)EII И i) I)П<1 Р

К XIHII II)l>, Хl), T IK К<)К Н

Г я к и м Образом, и с и Ол ьз ов а н и с в п р сдл)) г;!(моя тсплох)1)ссообмс ином аппарате мсжд 1 !зоря lip(дс>!)тслыюй и опорной

1115788 решетками стержней, у которых продольные участки чередуются с поперечными и располагаются под углом к вертикальной оси аппарата, выгодно отличает предлагаемый аппарат от прототипа, так как насадочные элементы, нанизанные на стержни, имеют лучшее пространственное распределение для контакта с динамической газожидкостной системой и высокую индивидуальную подвижность. Кроме того, такая конструкция стержней, собранная из oT1åëüíûõ прутковых элементов, позволяет разместить на контактных ступенях большее количество насадки, исключить промежуточные решетки, использовать рабочий обьем аппарата и уменьшить его высоту. Испытания показали высокую эффективность претлагаемого аппарата и возможность его использования в более широком диапазоне нагрузок Ilo газу и жидкости.

1115788

Фиг. 6 д д б

Водю 5

Составитель А. Сондор

Редактор С. Лисина Техред И. Верес Корректор О. Билак

За каз 6809/6 Тираж 68! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4