Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена , протекающих в системе газ (па-р) - жидкость, таких как ректификация , абсорбция. Целью изобретения является интенсификация, процесса 12 тепломассоперенос за счет увеличения поверхности и турбулизации фаз и равномерного распределения пара (газа ) по длине желобов. Аппарат содержит наклонно установленные пластины 13 и 14, прикрепленные верхними частями к стенкам желобов 5. В нижних частях пластин вьтолнены параллельно расположенные прорези, кромки которых отогнуты с образованием щелей 16 и контактных элементов для прохода газа (пара), а окна 18 и 19 в поперечных перегородках расположены над контактными элементами, при этом дополнительньш коллектор прикреплен к торцовой стенке желобов 5. Целесообразно , чтобы контактные элементы были ориентированы навстречу друг другу в соседних секциях, а торцы патрубков 8 и 9, соединяющих коллекторы с желобами 5, расположены параллельно.наклонно установленньм пластинам 13 и V4 на расстоянии от них. 1 з.п. ф-лы, 4 ил . S 6 с (Л со ю со 00 о а ffJus.:s

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3

„„SU„„1329806 (51) 4 В 01 D 53/18 3 /32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ частях пластин выполнены параллельно расположенные прорези, кромки которых отогнуты с образованием щелей 16 и контактных элементов для прохода газа (пара), а окна 18 и 19 в поперечных перегородках расположены над контактными элементами, при этом дополнительный коллектор прикреплен к ( торцовой стенке желобов 5 ° Целесообразно, чтобы контактные элементы были ориентированы навстречу друг другу в соседних секциях, а торцы патрубков 8 и 9, соединяющих коллекторы ( с желобами 5, расположены параллель- . но наклонно установленным пластинам

13 и 1:4 на расстоянии от них. 1 s.n. ф-лы, 4 ил . СФ

Е-б °

К) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4039523/31-26 (22) 19.03.86 (46) 15.08.87. Бюл.№ 30 (71) Ангарское производственное объединение "Ангарскнефтеоргсинтез" и Московский институт химического машиностроения (72) A.Ã.Ðûáèíñêèé, А.И.Левин, Г.Г.Мощенко, Е.А.Ермаков, Г.Н.Лычагин и О.К.Одинцов (53) 66.015.23(088.8) (56) Стабников В.Н. и др. Процессы и аппараты пищевых производств. M.:

Пищевая промышленность, 1974, с.222225.

Авторское свидетельство СССР № 944597, кл. В Ol 0 3/30, 1982. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЬП1 АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) - жидкость, таких как ректификация, абсорбция ° Целью изобретения является интенсификация процесса тепломассопереноса за счет увеличения поверхности и турбулизации фаз и равномерного распределения пара (газа) по длине желобов. Аппарат содержит наклонно установленные пластины

13 и 14, прикрепленные верхними частями к стенкам желобов 5. В нижних!

329806

ЗО

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) — жидкость, таких как ректификация, абсорбция.

Цель изобретения — интенсификация процесса тепломассопереноса за счег увеличения поверхности и турбулиза,ции фаз и равномерного распределения пара (газа) по длине желобов, На фиг.1 показан тепломассообменный аппарат, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — - разрез Б-Б на фиг.2; на !

;,фиг. 4 — желоб, вид сверху, 1

Тепломассообменный аппарат включает корпус 1, внутри которого установлены тарелки 2 с переливными устройствами 3 и 4. К переливному устрой- 2п ству 4 прикреппены параллельно расположенные желоба 5, между которыми установлен коллектор 6, соединенный с патрубком 7 для ввода газа (пара).

Пространство желобов 5 соединено с коллектором 6 через патрубки 8 и 9.

К основному коллектору б присоединены дополнительные коллекторы 10 и

11, соединенные с желобами 5 патрубками 9.

Желоб 5 выполнен в виде короба

12, который сверху закрыт наклонно устайовленнь»ми пластинами 13 и 14, нижние части которых выполнены с прорезями (или разрезаны на части),, кромки которых отогнуты для направленного прохода пара (газа) с образованием контактных элементов 15, расположенных под некоторым углом и образующих щель 16 для прохода газа »и (пара). Вдоль желоба 5 установлены поперечные секционирующие перегородки

17 с окнами 18 и 19 для прохода жидкости.

Для предотвращения перелива жидко- 4 сти желоба 5 снабжены,цополнительными бортиками 20 и 21. Длина секции жалоба между двумя секционирующими перегородками 17 может соответствовать длине контактного элемента 15„ Дпя увепичения поверхности контакта фаз в каждой секции нижней части пластин

13 и 14 имеются прорези, кромки которых отогнуты на некоторый угол с образованием нескольких контактных r5 элементов 22,23 и 24 для направленного ввода газа в слой жидкости.

Отверстия 18 и !9 в перегородках

17 расположены над контактными элементами !5„22,23 и 24. Желоб 5 снабжен торцовой стенкой 25, к верхнему обрезу которой примыкают дополнительные коллекторы 10 и !1. Патрубки 8 и 9 установлены с зазорами 26 и 27, при этом торцы этих патрубков расположены параллельно наклонно установленным пластинам 13 и !4.

Тепломассообменнь»»» аппарат работает следующим образом.

Жидкость, поступающая на тарелку

2 из переливного устройства 3, взаимодействует с газом (паром) на основании тарелки, после чего стекает в переливное устройство 4, из которого направляется в желоба 5 в пространство между наклонно установленными пластинами 13 и 14 и бортиками 20 и

21, Газ (пар) поступает в корпус через патрубок 7, равномерно распределяется по поперечному сечению аппарата через основной коллектор 6 и дополнительные коллекторы 10 и 11.

Через патрубки 8 и 9, соединенные с коллекторами 6,10 и 1! газ (пар) поступает во внутреннее пространство желобов 5, образованное коробками 12 и наклонно установленными пластинами !3 и 14, из которого через щели 16 внедряется .в слой жидкости, находящийся в пространстве, расположенном над наклонно установленными пластинами 13 и 14.

Отогнутые контактные элементы 15 пластин 13 и 14 придают направленность движению газового (парового) потока. Выходящий из-под контактных элементов 15 гаэ (пар) образует с жидкостью газо- или парожидкостную смесь, которая поднимается, и по достижении мест согдинения наклонно установленных пластич 13 и 14 с коробками 12 этот поток в основном сепарируется, при этом происходит выделение легкой паровой (газовой) фазы, которая уходит на контактирование на тарелку 2.

Подъем жидкости происходит со стороны пластины 14, а возвращение жидкости в зону контакта — вдоль пластины !3.

При делении желобов на секции с помощью поперечных секционирующих перегородок 17 чередование направле ний движения жидкости в соседних секциях противоположное.

)329806

Переток жидкости из секции в секцию происходит через окна 18 и 1.9, которые выполнены в секционирующих перегородках над контактными элементами 15 или 22,23,24 в последующей секции, что обеспечивает беспровальное поступление жидкости в зону контакта фаз и способствует образованию устойчивого циркуляционного движения жидкости в секции.

Конусообразное пространство, обра-. зованное наклонно установленными пластинами 13 и 14, по которому течет жидкость, позволяет обогревать паром (газом) с двух и трех сторон жидкость через теплопередающую поверхность пластин 13 и 14, и такое выполнение имеет большую теплопередающую поверхность, чем в известном аппарате. уменьшающаяся толщина слоя жидкости от центра сечения желоба 5 к его периферии способствует быстрому его прогреву и приводит к интенсификации процесса отпаривания (дегазации) цен- 25 ных компонентов из жидкости.

Выполнение торцов патрубков 8 и 9 параллельными .наклонно установленным пластинам 13 и 14 и установка патрубков с кольцевыми зазорами 26 и 27 позволяют равномерно распределить гаэ (пар) по длине желоба 5. За счет локального поступления пара на наклонно установленные пластины 13 и 14 происходит локальный прогрев

:пластин 13 и 14, при этом происходит локальная передача тепла жидкости, находящейся во внутреннем объеме желоба. Локальная передача тепла вызывает образование .циркуляционного контура движения жидкости, что спо-. собствует ее перемешиванию. B верхней части желоба циркуляционные токи жидкости и (паро-) газожидкостного потока в противотоке взаимодействуют 45 между собой, что приводит к образованию дополнительной (новой) поверхности контакта фаз. !

Равномерность распределения газовой (паровой) фазы по длине желоба . обеспечивается соответствующим сопротивлением,которое возникает при прохождении легкой фазы через зазоры 26 и 27. Образовавшаяся плоская струя

55 легкбй (паровой) фазы равномерно движется вдоль пластин 13 и 14. Распределившись во внутреннем объеме желоба 5, легкая фаза поступает на контактирование с жидкостью через щели 16.

Пройдя последовательно контактирование во всех секциях, образованных поперечными перегородками 17, контактными элементами 15, 22,23 и

24, жидкость переливается в виде плоской струи через верхний торец торцовой стенки 25 и поступает на поверхность дополнительных коллекторов 10 и ll, внутри которых двйжется горячий пар (газ).

Плоская струя жидкости омывает наружную поверхность дополнительных коллекторов 10 и 11 и поступает на наружную поверхность торцовой стенки

25, по которой она стекает в нижнюю часть аппарата. В тонком слое жидкости, омывающей поверхность коллекторов 10 и 11, за счет теплопередачи происходит дополнительное выделение газовых компонентов из жидкости.

Жидкость, отделившись от торцовой стенки 25, движется вниз в виде плоской струи, из которой также удаляются остатки не выделившейся легкой фазы.

Поперечные перегородки 17 ликвидируют обратное перемешивание жидкости, а также выполняют функцию ребер жесткости конструкции желобов.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение эффективности процесса тепломассопереноса за счет интенсивного перемешивания жидкости в зоне контакта фаз путем образования одного центрального и двух периферийных циркуляционных контуров движения жидкости, взаимодействующих между собой, а также с поверхностью наклонно установленных пластин

13 и 14; выделение ценных компонентов в тонком слое жидкости, текущей по поверхности дополнительных коллекторов 10 и 11, а также при ее движении по наружной поверхности торцовой стенки 25 желобов 5 и при стоке с последней.

Кроме того, процесс отпаривания (десорбции) интенсифицируется путем воздействия энергии теплового потока пара (горячего газа) через теплопередающую поверхность с наклонно установленных пластин 13 и 14 по всей . длине желоба, в пространстве над которыми находится жидкость, и это способствует выделению ценных компонентов из жидкой фазы.

5 З29Я

Вблизи стенок желобов уровень жидкости меньше, чем в центр- и там интенсивно идет процесс прогрева с одной стороны всей толщины слоя жидкости,, однако в центре желоба, где толщина слоя жидкости больше, прогрев слоя жидкости осущестгляется с двух сторон и таким образом интенсифицируется процесс отгонки пелевых компонентов по поперечному сечению желоба.

Формула изобретения

I. Тепломассообменный àппарат, 15 включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз., вну-три которого установлены тарелки переливными устройствами., при зто:1 к переливному устройству нижней тарел-. ц ки прикреплены одной стороной парал-. лельно расположенные желоба„ в кото-рых установлены поперечные перегородки с окнами, а с другой — противолежащей стороны — они закрыты торцо - 75 вой стенкой, основной и дополнительный коллекторы, соединенныз патрубками с желобами и патрубком ввода га06

6 за(пара), отличающийся тем, что „с целью интенсификации процесса тепломассопереноса за счет увеличения поверхности, турбулизации фаз и равномерного распределения пара багаза) по длине желобов, он снабжен наклонно установленными пластинами, верхние части которых прикреплены к стенкам желобов, а нижние выполнены с параллельно расположенными прорезями, кромки которых отогнуты для направленного прохода пара (газа), а окна в поперечных перегородках расположены над вышеуказанными прорезями, при этом дополнительный коллектор прикреплен к торцовой стенке желобов.

2, Лппарат по п.1, о т л и ч ао шийся тем, что прорези в на ;.ïîííî установленных пластинах расположены в шахматном порядке и отогнутые кромки соседних прорезей направлены навстречу друг другу, а торцы патрубков„ соединяющих коллекторы с желобами, .расположены параллельно .-аклонно установленным пластинам и на расстоянии от них.

1329806 Рые,Я

Составитель С.Баранова

Редактор И.Рыбченко . Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 3513/9

Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5! Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4