Контактное устройство пленочного типа

 

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов и может использоваться для таких процессов, как экстракция, абсорбция или ректификация в пленочном режиме. Данное устройство позволяет интенсифицировать тепломассообменные процессы за счет увеличения поверхности контакта фаз и образования упорядоченного их движения благодаря тому, что в контактном устройстве пленочного типа, включающем плоскопараллельные прямоугольные элементы из сеток и горизонтально расположенные турбулизирующие элементы, турбулизирующие элементы выполнены в виде стержней, имеющих форму поперечного сечения, симметричную относительно вертикальной оси, и расположены между сетками параллельно одним из них и перпендикулярно к другим, пронизывая их все. Турбулизирующие элементы сгруппированы в блоки, расположенные в шахматном порядке один относительно другого. Турбулизирующие элементы могут быть выполнены с внутренними каналами. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1510850 А 1 цд 4 В 01 D 3, 28, 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИ,ЦЕТЕЛЬСТВУ

Сд

CO

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4232722/31-26; 4232027/31-26;

4231999/31-26 (22) 20.04.87 (46) 30.09.89. Бюл. ¹ 36 (71) Уфимский нефтяной институт и Производственное объединение «Пермьнефтеоргсинтез» (72) Г. К. Зиганшин, Б. К. Марушкин, Н. В. Ракочий, А. Д Макаров, В. М. Шуверов, В. А. Крылов, М. F. За аров, В. E. Федотов, А. Ш. Хайбрахманов и Н. С. Дегтерев (53) 66.061.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1308347, кл. В 01 D 3/28, 1987. (54) КОНТАКТНОЕ УСТРОИСТВО ПЛЕНОЧНОГО ТИПА (57) Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов и может использоваться для таких процессов, как экстИзобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов и может использоваться в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышае«IIocxII для приведения таких процессов как экстракция, ректификация и других аналогичных процессов в системах жидкость— жидкость и газ — жидкость, в пленочном режиме.

Цель изобретения — интенсификация тепломассообменных процессов за счет уBE личения поверхности контакта фаз и образова и и я у порядочен ного IIx дви жеll11H.

На фиг. 1 представлен вариант предлагаемого устройства, в котором турбулизируюгцие элементы имеют форму поперечного сечения, сичметричную относительно вертикальной оси; на фиг. 2 — возможные формы турбулизирующих элементов; на фиг. 3

2 ракция, абсорбция или ректификация в пленочном режиме. Данное устройство позволяет интенсифицировать тепломассообменные процессы за счет увеличения поверхности контакта фаз и образования упорядоченного их движения благодаря тому, что в контактном устройстве пленочного типа, включающем плоскопараллельные прямоугольные элементы из сеток и горизонтально расположенные турбулизирующие элементы, турбулизирующие элементы выполнены в виде стержней, имеющих форму поперечного сечения, симметричную относительно вертикальной оси, и расположены между сетками параллельно одним из них и перпендикулярно к другим, пронизывая их все. Турбулизирующие элементы сгруппированы в блоки, расположенные в шахматном порядке один относительно другого. Турбулизирующие элементы могут быть выполнены с внутренними каналами. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. вариант предлагаемого устройства, в котором турбулизирующие элементы сгруппированы в блоки с нечетным числом элементов; на фиг. 4 — то же, с четным числом элементов; на фиг. 5 — вариант предлагаемого устройства, в котором турбулизирующие элементы снабжены внутренними каналами.

Контактное устройство пленочного типа состоит из Ilлоскопараллельныx прямоугольных элементов 1, сеток 2 с горизонтально расположенными тх рбулизирующими элементами 3 с формой поперечного сечения, симметричной относительно вертикальной оси. Турбулизируюшие элементы 3 расположены параллельно сеткам 2 плоскопараллельныx прямоугольныпх элементов . При эточ эти турбулизирующие элементы 3 проходят через все плоскопараллельные прямоугольные элементы 1, пронизывая их. УсT1510850

10

Формула изобретения

55 ройство также снабжено распределительными устройствами 4 и 5 для подачи соответственно тяжелой и легкой фаз. Турбулизирующие элементы могут содержать внутренние каналы 6 (фиг. 5) для теплоносителя 7.

Предлагаемое контактное устройство работает следующим образом.

Тяжелая фаза (жидкость) поступает через распределительное устройство для тяжелой фазы 4 и стекает по сеткам в виде пленки, толщина и режим течения которой будут зависеть от типа сетки (размера ячеек, материала и др.), удельной нагрузки и свойств взаимодействующих потоков. Легкая фаза (газ или жидкость), которая хуже смачивает сетку, равномерно распределяется между элементами нижней части устройства, где отсутствуют турбулизирующие элементы. Легкая фаза движется внутри каждого элемента и делится турбулизирующими элементами 3 на два потока, каждый из которых проходит через промежутки между турбулизирующими элементами 3 и сетками 2. Затем потоки попадают на выше расположенный элемент 3, смешиваются с другими и процесс возобновляется. Интенсивность тепломассообменного процесса достигает наивысшего значения в местах сужений между сеткой 2 и турбулизирующим элементом 3 за счет увеличения линейной скорости потоков.

Схема взаимодействия потоков в случае, когда турбулизирующие элементы 3 сгруппированы в блоки, как показано на фиг. 3 и 4, обеспечивает перекрестно-поперечное движение фаз. При нечетном числе турбулизирующих элементов в блоке легкая фаза движется внутри каждого плоскопараллельного прямоугольного элемента с просветом (т.е. без турбулизирующего элемента) и делится на два потока, каждый из которых проходит через ячейки в сетках 2 и в перекрестном токе взаимодействует с тяжелой фазой, стекающей по вертикальной поверхности сеток 2 в виде пленки. После чего потоки легкой фазы, поступающие в свобод. ный от турбулизирующего элемента 3 вышерасположенный плоскопараллельный прямоугольный элемент 1 контактного устройства, смешиваются, и процесс возобновляется.

В случае четного числа турбулизирующих элементов в блоке легкая фаза попадает в каждую пару соседних плоскопараллельных прямоугольных элементов 1, свободных от турбулизирующих элементов 3. Далее поток легкой фазы сначала в противотоке, à затем, меняя направление на 90 и проходя через ячейки в сетках, в перекрестном токе взаимодействует с тяжелой фазой, стекающей самотеком по вертикальной поверхности сеток 2. После чего каждый поток легкой фазы попадает в ближайший вышерасположенный плоскопараллельный прямоугольный элемент 1, свободный от турбулизирующего элемента 3, и процесс возобновляется.

Количество сеток, в которых осуществляется взаимодействие фаз в перекрестном токе, зависит от числа турбулизирующих элементов в каждом блоке, а также от того, четное или нечетное это число.

Интенсивность взаимодействия двух потоков значительно возрастает в местах сужения между сеткой и турбулизирующим элементом за счет увеличения линейной скорости движения дисперсионного потока. Это, в свою очередь, благоприятствует интенсивному подводу или отводу тепла в зоне контакта фаз, осуществляемому соответственно горячим или холодным теплоносителем 7, поступающим во внутренние каналы б (фиг. 5). Схемы движения теплоносителя могут быть различными и зависят от условия протекания процесса, требований к монтажу и других факторов.

Форма поперечного сечения турбулизирующих элементов 3 может быть различной, но обязательно симметричной относительно вертикальной оси, что позволяет уменьшить застой ные зоны в устройстве. Конкретна я форма турбулизирующих элементов 3 также зависят от условий проведения процесса.

Осуществление сборки контактного устройства с контролируемыми геометрическими характеристиками (тип сетки, размер щели между турбулизирующими элементом и сеткой, тип турбулизирующего элемента, расстояние между сетками и др.) и возможность регулировки некоторых из них дает возможность работать данному устройству в широких диапазонах по взаимодействующим потокам.

1. Контактное устройство пленочного типа, включающее плоскопараллельные прямоугольные элементы, образованные расположенными вертикально и параллельно друг относительно друга перегородками в виде сеток и горизонтально расположенными турбулизирующими элементами, отличающееся тем, что, с целью интенсификации тепломассообменных процессов за счет увеличения поверхности контакта фаз и образования упорядоченного их движения, турбулизирующие элементы выполнены в виде стержней, имеющих форму поперечного сечения, симметричную относительно вертикальной оси, и расположены параллельно сеткам, пронизывая все прямоугольные элементы.

1510850

1 у

1Диг. 2

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что турбулизирующие элементы сгруппированы в блоки, расположенные в шахматном порядке один относительно другого.

I

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что турбулизируюшие элементы выполнены с внутренними каналами.

1510850

1510850

Составитель А. Бабочкин

Редактор И. Сегляник Техред H. Bepec Корректор М. Шароши

Заказ 5687/7 Тираж б00 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101