Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам, в частности к контактным теплообменникам с активной насадкой, используемым в теплоэнергетике , химической и нефтехимической и других отраслях, а также может быть применено для очистки отходящих газов о Целью изобретения является повышение степени осушки парогазовых потоков и экономичности процесса Тепломассообменный аппарат содержит корпус с патрубком тангенциального подвода газов, активную насадку, выполненную в виде профилированных труб, разделенную на две части: орошаемую и неорошаемую. Обе части активной насадки охвачены водоохлаждаемыми кожухами, подключенными по ходу охлаждающей воды последовательно . В парогазовый поток перед его поступлением по внутритрубное пространство распыляется орошающая жидкость. Аппарат снабжен центральной трубой отвода газа с размещенной внутри него неорошаемой частью активной насадки, вьтолненной в виде профилированных труб, охваченных водоохлаждаемым кожухом, при этом патрубок подвода холодной воды установлен в верхней части кожуха центральной трубы, которая в нижней части вьшолнена с равномерно по периметру распределенными отверстиями, а патрубки отвода охлаждаемой воды .размещены равномерно по наружному периметру корпуса. Аппарат снабжен перегородками, установленными между трубами орошаемой активной насадки. 1 з.п„ ф-лы, 1 ил. ifi 4 4;: СО со 4 00

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1) 4 В 01 В 53/18

О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ы.,; е

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 4251607/31-26 (22) 27 ° 05.87 (46) 15.12.88. В . № 46 (71) Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше (72) И.Н.Ильин, Д.М.Влумберга, И.К.Вейденберг и В.Д.Кононенко (53) 66.071.7.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 163894, кл. В 01 Р 53/18, 1983.

Авторское свидетелвство СССР

¹ 1315005, кл. В 01 D 53/18, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1272061, кл. F 24 Н 1/10, !985. (54) ТКПЛОИАССООБИКННЫИ АППАРАТ (57) Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам, в частности к контактным теплообменникам с активной насадкой, используемым в теплоэнергетике, химической и нефтехимической и других отраслях, а так-. же может быть применено для очистки отходящих газов. Целью изобретения является повышение степени осушки парогазовых потоков и экономичности процесса. Тепломассообменный аппарат

„„SU„„1443948 А 1 содержит корпус с патрубком тангенциального подвода газов, активную насадку, выполненную в виде профилированных труб, разделенную на две части: орошаемую и неорошаемую. Обе части активной насадки охвачены водоохлаждаемыми кожухами, подключенными по ходу охлаждающей воды последовательно. В парогазовый поток пе ред его поступлением по внутри трубное пространство распыляется орошающая жидкость. Аппарат снабжен центральной трубой отвода газа с размещенной внутри него неорошаемой частью активной насадки, выполненной в виде профилированных труб, охва- Я ченных водоохлаждаемым кожухом, при этом патрубок подвода холодной воды установлен в верхней части кожуха ( центральной трубы, которая в нижней части выполнена с равномерно по пе- ф риметру распределенными отверстиями, а патрубки отвода охлаждаемой воды размещены равномерно по наружному фф ь периметру корпуса. Аппарат снабжен Д: перегородками, установленными между ф } трубами орошаемой активной насадки.

1 зепо, ф лыр 1 иле 4:ь

1443948

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам, в частности к контактным теплообменникам с актив. ной насадкой, используемым в теплоэнергетике, химической, нефтехими-, ческой и других отраслях промьпиленности, кроме того, оно может быть примененно для очистки отходящих газов. 1О

Цель изобретения - повышение степени осушки парогазовых потоков и экономичности процесса.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. 15

Тепломассообменный аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 с патрубком 2 тангенциального подвода газов. По окружности наружного цилиндра размещены форсунки 3 для 20 подачи орошающей жидкости. Орошаемая активная насадка 4 состоит из вертикальных профилированных труб 5 и охлаждаемого кожуха 6. Между трубами

5 орошаемой активной насадки 4 ус- 25 тановлены перегородки 7. Неорошаемая насадка 8 состоит из центральной трубы 9, внутри которой размеще ны профилированные трубы 10, омыва"емые охлаждающей водой. В нижней ЗО части трубы 9 по периметру размещены отверстия 11 для отвода воды из кожуха 12 неорошаемой насадки 8. Пбдвод холодной воды осуществляется через патрубок 13, а отвод нагретой— через патрубки 14 размещенные по периметру корпуса. Нижняя часть корпуса 1 выполнена в виде воронки 15 для сбора орошающей жидкости, конденсата и уловленных частиц потока. 40

Газоотводящий патрубок 16 находится в верхней части аппарата. Между корпусом 1 и кожухом 6 имеется кольцевой зазор 17.

Тепломассообменный аппарат рабоф тает следующим образом.

Охлаждаемый парогазовый поток с содержианием твердых и газообразных компонентов поступает в тепломассообменный аппарат по патрубку 2.

С помощью форсунок 3 в парогаэовый поток распыляется орошающая жидкость, имеющая в своем составе сор- . .бент с концентрацией Y. В верхней части аппарата происходит частичное улавливание твердых частиц, находящихся .в газовом потоке, за счет центробежных сил. Часть форсунок 3 направлена на корпус 1 аппарата для смыва уловленных частиц. Жидкость с частицами по стенке корпуса 1 через кольцевой зазор 17 между корпусом 1 и охлаждаемым кожухом 6 стекает в воронку 15. Газовый поток с частично испарившейся жидкостью поступает в профилированные трубы 5, где происходит дальнейшее улавливание твердых частиц и их смыв орошающей жидкостью и конденсатом B воронку 15а

При соприкосновении парогазового потока с холодными стенками труб 5 теплота передается охлаждающей воде, вода нагревается, а на поверхности труб конденсируется влага, После орошаемых поверхностей охлажденные о газы поворачиваются на 180 и прохорят внутри пеорошаемых профилированных труб 10. На трубах осуществляется дальнейшая конденсация влаги так как температура стенок труб

10 ниже, чем труб 5, ввиду более низкой темлературы охлаждающей воды.

Охлаждающая вода поступает через патрубок 13 в верхнюю касть неорошаемой насадки., омывает профилированные трубы 10 и через отверстия 11 подается в орошаемую часть насадки, где охлаждает профилированнь.е трубы

5. Нагретая охлаждающая вода отводится через патрубки 14, размещенные по периметру корпуса 1. С целью улучшения теплосьема B водяном прос транстве орошаемой насадки 4 установлены перегородки 7. Поворот газового потока на 180 при выходе из труб 5 и перед входом в трубы 10 обеспечивает за счет центробежных сил интенсивную сепарацию влаги.

Совместное решение »а. ЭВМ дифференциальных уравнений, описывающих процессы тепломассообмена, протекало" . щие в аппарате, дает возможность определить распределение температур и концентраций парогазовой смеси по высоте насадки. Независимо от теплопроизводительности аппарата температура газов по высоте распределяет(Ъ ся таким образом, что в верхней части насадки происходит резкое снижение температуры (перепад температуры достигает 100-150 С и больше), а в нижней час. ги перепад температуры составляет всего 10-20 С. Это происходит потому, что в верхней части аппарата конденсация паров парогазового потока протекает достаточно медленно, так как температу1443948 ра орошающей жидкости близка к температуре мокрого термометра и разность парциальных давлений паров в парогазовом потоке и над стекающей пленкой орошающей жидкости незначительна. По мере снижения температуры парогазового потока смесь приближается к состоянию насыщения и начинается интенсивная конденсация паров, что резко уменьшает скорость падения температуры вазов.

Разделение насадки аппарата на две части в области Våìïåðàòóð газового потока, соизмеримых с температурой мокрого термометра, и отвод в этой зоне орошающей жидкости из паро" газового потока за счет сепарации влаги при изменении направления движения потока позволяет резко уменьшить расход орошающей жидкости на

"хвостовую" часть аппарата, в которой происходит процесс конденсации.

Уменьшение расхода орошанщей жидкости должно привести к уменьшению толщины стекающей пленки (практически она состоит только из пленки конденсата, выпадающего из парогазового потока) и к увеличению коэффициента теплопередачи. При прочих равных условиях (постоянных поверхности активной насадки и перепаде температур) это ведет к более эффективному использованию поверхности и более глубокому использованию утилизируемой теплоты.

Применение предлагаемого устройст. ва позволяет увеличить степень очист ки парогазового потока от твердых пылевых частиц, снизить расход орошающей жидкости, осуществить более глубокую осушку парогазового потока, снизить расход энергии на перемещение парогазового потока через аппарат, а также увеличить коэффициент теплопередачи аппарата вследствие разрыва конденсатной пленки.

10 Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с патрубком тангенциального подвода газов, тепло15 массообменную орошаемую активную насадку, выполненную в виде профилированных труб и охваченную водоохлаждаемым кожухом, и патрубки подвода и отвода жидкости, форсунки для

20 распыления орошающей жидкости и бак-сборник орошающей жидкости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени осушки парогазовых потоков и экономичности про25 цесса, он снабжен центральной трубой отвода газа с размещенной внутри него неорошаемой частью активной насадки, выполненной в виде профилированных труб, схваченных водоохлажда30 емым кожухом, при этом патрубок подвода холодной воды установлен в верхней части кожуха центральной трубы, которая в нижней части выполнена с равномерно по периметру распределенными отверстиями, а патрубки отвода охлаждаемой воды размещены равномерно по наружному периметру корпуса.

2. Аппарат по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен пе40 регородками, установленными между трубами орошаемой активной насадки.

1443948

Составитель А.Сондор

Корректор Г.Рекетник

Редактор Л.Веселовская

Техред Д. Олийнык

Заказ 6421/7

Тираж 642 Подписное

BIIHHIlH Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4