Насадка для массообменных процессов

 

Изобретение относится к насадкам для массообменных аппаратов с псевдоожиженным трехфазным слоем. Изобретение позволяет интенсифицировать массообмен, снизить гидравлическое сопротивление и улучшить структуру псевдоожиженного слоя. При работе аппарата насадка совершает пульсационные и циркуляционные движения. Насадка включает полый элемент, внутри которого расположен дополнительный элемент в виде шара, центр которого смещен относительно центра насадки на величину 0,2-0,6R. Нижнее положение центра тяжести насадки за счет смещения центра шара обуславливает вертикальное направление оси вращения каждого элемента насадки и отбрасывание струй жидкости в плоскости, перпендикулярной движению потока. Это упорядочивает структуру трехфазного слоя, равномерно распределяя элементы насадки по рабочему объему, расширяет диапазон рабочих нагрузок по жидкости и газу, снижает гидравлическое сопротивление аппарата. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Si)S В 01 Л 19/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ .СССР (61) 1271549 (21) 448571 7/31-26 (22) 23.09.88 (46) 07.07.90. Бюл. № 25 (71) Пермский политехнический институт (72) В.Ф.Беккер (53) 66.074.513(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1271549, кл. В 01 D 53/20, 1984. (54) НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к насадкам массообменных аппаратов с псевдоожиженным трехфазным слоем. Изобретение позволяет интенсифицировать массообмен, снизить гидравлическое сопротивление и улучшить структуру псевдоИзобретение относится к насадкам для массообменных аппаратов с псевдоожиженным трехфазным слоем, может найти применение в химической и других отраслях промышленности и является

М усовершенствованием изобретения по авт. св. ¹ 1271549.

Цель изобретения — интенсификация массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, улучшения структуры псевдоожиженного слоя и снижения гиравлического сопротивления.

На фиг. 1 изображена насадка в виде правильного выпуклого многогранника — икосаэдра; на фиг. 2 — кривые зависимости интенсивности перемешивания газожидкостного потока от величи„„80„„1576191

2 ожиженного слоя. При работе аппарата насадка совершает пульсационные и циркуляционные движения. Насадка включает полый элемент, внутри которого расположен дополнительный элемент в виде шара, центр которого смещен относительно центра насадки на величину 0,2-0,6 R.Íèæíåå положение центра тяжести насадки за счет смещения центра шара обуславливает вертикальное направление оси вращения каждого элемента насадки и отбрасывание струй жидкости в плоскости, перпендикулярной движению потока. Это упорядочивает структуру трехфазного слоя, равномерно распределяя элементы насадки по рабочему объему, расширяет диапазон.рабочих нагрузок по жидкости и газу, снижает гидравлическое сопротивление аппарата. 2 ил. ны смещения шара относительно центра насадки.

Насадка содержит полый элемент 1, выполненный в виде правильного выпуклого многогранника — икосаэдра, во внутренней полости которого заполнением объема.2 пористым материалом закреплен дополнительный элемент 3, I выполненный в виде шара, плотность которого больше средней плотности насадки, а центр шара смещен относительно центра насадки на величину (0,2 — О,б)R, где. R — эквивалентный радиус насадки.

При раооте аппарата в режим развитого псевдоожижения насадка совершает пульсационные и циркуляционные

1576191 движения. Элементы насадки 1 соударяются один с другим, совершая поступательные и вращательные движения, создавая большую турбулизацию потоков взаимодействующих фаз, На выпуклой поверхности элемента насадки благодаря грисутствию ребер, граней и многогранных углов осуществляется струйное и капельное разбрызгивание жидкости, обеспечивающее высокую интенсивность перемешивания взаимодействуI ющих фаз и активное обновление поверхности их контакта. Нижнее положение центра тяжести насадки за счет смещения центра вносит организацию в хаотическое движение элементов насадки.

0cb вращения каждого элемента принимает вертикальное направление, обеспечивая отбрасывание струй и капель

20 жидкости в плоскости, перпендикулярной движению потоков жидкости и газа. Это упорядочивает структуру трехфазного слоя, равномерно распределяя элементы насадки по рабочему объему аппарата, расширяет диапазон нагрузок по жидкости и газу, снижает гидравлическое сопротивление аппарата.

Для определения интервала смещения шарового элемента относительно центра насадки проведены эксперимен30 тальные исследования, в ходе которых при постоянной, обеспечивающей режим развитого псевдоожижения, скорости газа, варьировалась величина плотности орошения и величина смещения шарового элемента. Интенсивность перемеыивания трехфазного слоя количественно оценивалась электронносчетным прибором, измеряющим удельную (отнесенну|о к объему) поверхность раздела взаимодействующих фаэ. Анализируя кривые, приведенные на фиг. 2, можно выбрать необходимый диапазон смещеняи шара относительно центра насадки в пределах 0,2 — 0,6 эквивалентного радиуса насадки.

Использование насадки для массообмена между газами и жидкостью за счет увеличения поверхности контакта взаимодействующих фаз и скорости ее обновления. Кроме этого, улучшение структуры псевдоожиженного слоя искФ лючает проскоки газовых струй, присутствие застойных зон в рабочем объеме аппарата и другие нарушения технологического режима. Сушественно снижаются энергетические затраты на транспортировку газа за счет снижения гидравлического сопротивления аппарата.

Анализ полученных результатов эксперимента (фиг. 2) показывает,, что интенсификация массообменных аппаратов с предлагаемой насадкой является целесообразной и ведет к увеличе нию удельной межфазовой поверхности на ?5-307 и снижению на 15-2ОЕ гид- . равлического сопротивления аппарата, обеспечивающего ссответствующее снижсние энергетических затрат íà транспортировку газа. формула и з обретения

Насадка для массообменных процес-:сов по авт.св. N - 1271549, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью интенcHAHKBUHH массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, улучшения структуры пссвдоожиженного слоя и снижения гидравлического сопротивления, внешняя поверхность насадки выполнена в виде выпуклого многогранника, а шар смещен относительно центра на величину, составляющую 0,20,6 эквивалентного радиуса насадки.

1576191

%uzf

oz g ов аа Ю

С,яеценае ценп ра шарп, дат зкбц5ален пнага радиуса айаг.2

Составитель А.Сондор

Техред М.Ходанич

Тираж 415

Корректор С. Черни

Редактор О. Головач

Заказ 1811

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С СР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 у- зпо с„ . ь ь. е 062ОО ь

4ь . "ию ь в j ь о

Оэ ь ф ь ь