Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам. Цель изобретения - равномерное распределение потоков, упрощение регулирования последних за счет саморегулирования потоков газа и жидкости без каналообразования и проскока газа без контакта с жидкостью. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, контактные элементы и горизонтальную перфорированную перегородку. Новым является то, что контактные элементы выполнены в виде трех-,четырехили шестигранных усеченных полых пирамид с перфорированными днищами, жестко связанных с горизонтальной перфорированной перегородкой большими основаниями, соединенных по сторонам последних и расположенных под горизонтальной перфорированной перегородкой. Внутри пирамид размещены шары равного размера, отличающиеся друг от друга весом, причем число шаров меньше, чем число отверстий в горизонтальной перфорированной перегородке в зоне данной пирамиды. Боковые грани пирамид могут быть перфорированы на высоту не более чем высота слоя шаров в неподвижном сосотоянии. Диаметр отверстий в перегородке, днище и боковых гранях не более диаметра шаров, размещенных в пирамидах. 1 з.п. ф-лы,1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1477456 А1 (5D 4 В 01 D 53/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4294328/23-26 (22) 04. 08. 87 (46) 07.05.89. Бюл. У 17 (72) И. Г. Бляхер, Н.А. Ветлугина

M. С, Гофман, Т. В, Родде, Л,Я.Живайкин и В.Б.Ведерников (53) 66.074.513 (088.8) (56) Патент Австралии У 440776, кл. 21.5, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 1291190, кл. В 01 D 53/20, 1985, (54) TEIUIOMACCOOSMEHHbIA АППАРАТ (57) Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам. Цель изобретения — равномерное распределение потоков, упрощение регулирования последних за счет саморегулирования потоков газа и жидкости без каналообразования и проскока газа без контакта с жидкостью. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с патрубками.для ввода и вывода газа и жидкости, контактные элементы и

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — равномерность распределения и упрощение регулирования газожидкостных потоков.

На чертеже изображен аппарат, общий вид, Аппарат содержит корпус 1 со штуцерами для ввода 2 и 3 и вывода 4 и

5 газа и жидкости. Внутри корпуса горизонтальную перфорированную перегородку, Новым является то, что контактные элементы выполнены в виде трех-, четырех- или шестигранных усеченных полых пирамид с перфорированными днищами, жестко связанных с горизонтальной перфорированной перегородкой большими основаниями, соединенных по сторонам последних и расположенных под горизонтальной перфорированной перегородкой . Вн три пирамид размещены шары равнот.о размера, отличающиеся друг от друга весом, причем число шаров меньше, чем число отверстий в горизонтальной перфорированной перегородке в зоне данной пирамиды. Боковые грани пирамид .могут быть перфорированы на высоту не более чем высота слоя шаров в неподвижном состоянии. Диаметр отверстий в перегородке, днище и боковых гранях не более диаметра шаров, размещенных в пирамидах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. расположены контактные устройства 6, связанные с перфорированной горизонтальной перегородкой 7 Контактные устройства 6 представляют из себя обечайки в виде трех-, четырех- или шестигранных полых усеченных пирамид с перфорированными днищами 8, на которых размещена шаровая насадка 9 равного диаметра, но отличная по весу. Пирамиды 6 жестко соединены большими основаниями с перфорированной горизонтальной перегородкой и размещены по всему сечению аппррата.

При нарушениях режима, связанных, например, с неравномерностью распределения жидкости, наблюдают постоянное изменение закрываемых отверстий в зоне каждой пирамиды. Шары из-за неравномерного расхода жидкости то

I приходят в состояние псевдоожижения, то подвисают в большем количестве, з

Воковая поверхность пирамид 6 перфорирована на высоту слоя шаровой насадки в неподвижном состоянии.

В каждой пирамиде подобрана насад5 ка с разной кажущейся плотностью (отношение веса шара к его объему).

Так как диаметр шара постоянен, то отличие только в весе (легкие, средние, тяжелые). Веса шаров-элементов 10 определяются скоростями газового потока по сечению аппарата. Количество элементов насадки равно или меньше числа отверстий 10 перфорировачной горизонтальной перегородки 7 в зоне пирамиды„ а диаметры отверстий 10, 11 (боковой поверхности пирамиды 6) и 12 (перфорированного днища 8) меньше диаметра элемента шаровой насадки 9. 2О

Аппарат работает следующим образом, Газ поступает в аппарат через штуцер 2, распределяется по сечению, приводит в псевдоожиженкое состояние 25 шаровую насадку в пирамидах 6 и выходит из аппарата через штуцер 4, Жидкость поступает на пирамиды 6 сверху через штуцер 3 (противотоком газу) и выходит вкизу через штуцер 5. 30

При подаче в аппарат расходов газа и жидкости, расснитанных на сред" ние и пониженные нагрузки, в первый момент псевдоожижается В пирамидах более легкая шаровая насадка. Послед- З нля потоком газа подни".лается вверх и перекрывает определенное количество отверстий горияоктальной перфорированной перегородки.

Обьгчно газовый поток неравномерно распределен по сечению. В тех пирамидах или в том сечении аппарата, в которое. направляется больший газовый поток, вслед за легкой касадкой начинает псевдоожижаться средняя и более тяжелая насадка, которая при определенной скорости (скорости витания), поднимаясь, перекрывает оставшиеся свободными отверстия в тарелке кад данными пирамидами (или сечением аппарата).

Проход газа через эту часть сечения аппарата прекращается и газ автоматически перераспределяется в то сечение аппарата (ИЛИ те пирамиды) ° 55 где был мал газовый поток, Шаровая насадка, перекрывшая..тарел-. ку в зоне рассмотренных пирамид, беэ газовой нагрузки падает на перфорировакное днище пирамид и процесс повторяется до тех пор пока во всех пирамипах ке достигается равномерное распределение: при малых газовых нагрузках, аблюдается псевдоожижение шаров кли перекрытие отверстий тарел-. ки легкими шарами в полком сечении аппарата. Постоянство веса слоя шаров в к- оА пире|лиде является выравнивающим средством, Максимальный вес шаров рассчиты" вается на газовые нагрузки (речь идет о скорости газа на полное сечение аппарата), которые могут быть дОстигнуты тОлькО В аварийных си Гуа циях, Перераспределяя газ по сечению аппарата, можно свес ги к минимуму проскок его без контакта с жидкостью, что невозможно сделать В аппарате без регулирования расходов газа и жидкости.

Пример. В адсорбционной колонне прямоугольного сечения 0,9 0,9 м с двумя горизонтальными решетками, с которыми соединены большими основаниями четырехгранные пирамиды, размер больших оснований пирамиды

0,3 0,3 м, перфорированных днищ каждой пирамиды 0,15к0,15 и. Число пирамид 9 шт. В перфорированкой перегеродк в зоне каждой пирамиды имеет"

;.я 100 отверстий (свободное сечекие

0,34 и /м ). .Диаметр отверстий

0,018 м, В каждую пирамиду в первом варианте загружено 90 шаров диаметром

0,02 м. По кажущейся плотности шары распределяются следующим образом: группа l (30 ат.) 180 кг/мз; группа

П (30 шт)-320 кг/м р группа Ш (30 шт)

390 кг/м .

Номинальный режим работы колонныскорость в полном сечении 2,3 м/с.

При этой скорости Все 30 шаров группы Т подвешиваются в каждой пирамиде к перфорированной перегородке и перекрывают соответствующие отверстия. Остальные 60 mapos находятся в состоянии псевдоожижения.

14774

Формула изобретения

5 чем 30 (соответствует номинальным расходам газа и жидкости).

Во втором варианте испольэовали шары диаметром 0,025 и с кажущейся

5 плотностью: группа I (30 шт.)

270 кг/и, группа П (30 шт) 317кг/м; ..руина Б1 (30 шт) 513 кг/м ! огп-.пальная скорость для данного аппарата 2,". и/с.

Тт ;.-..и образом, предлагаемая конструкция за счет использования пирамид с mapoaoA насадкой в качестве регулирующего средства газожидкостных ".oòoêoâ обеспечивает значитель--15 ную равномерность распределения и упрощает регулирование потоков, 56 личающиис я тем, что, с целью равномерности распределения и упрощения регулирования газожидкостных потоков, контактные элементы выполнены в виде трех-, четырехили шестигранных пирамид, жестко свяэанньгх с горизонтальной перфорированной перегородкой большими осно- ваниями, снабженных перфорированным днищем с насадочными элементами в ви" де шаров равного размера и различного веса, при этом число шаров.в отдельной пирамиде меньше или равно числу отверстий в горизонтальной перегородке в зоне пирамиды, а диаметр отверстий в горизонтальной пер форированной пере" îðîäêå и днище меньше диаметра шара.

1. Тепломассообменный аппарат, . включающий корпус со штуцерами для подвода и отвода газа и жидкости, контактные элементы и горизонтальную перфорированную перегородку, о т—

2. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что боковые грани пирамид выполнены с отверстияж, диаметр которых меньше диаметра шаров, 1477456

Составитель А.Сондор

Корректор Н.Король

Редактор Н.Тупица Техред М.Дидик

Подписное

Тираж 600.Заказ 2188/10

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Вх га

908

Жидкости