Обогреваемое контактное устройство тепломассообменного аппарата для обработки вязких и термолабильных веществ

 

Изобретение относится к тепломассообменной технике для обработки вязких и термолабильных веществ в многоступенчатых колоннах и позволяет повысить эффективность путем снижения гидростатического давления при обработке раствора, улучшения сепарации вторичного пара, а также стабилизировать теплообмен путем предотвращения застойных зон на теплопередающей поверхности. Теплообменный элемент 7 контактного устройства выполнен в виде кольцевой полости. По центру теплообменного элемента установлен цилиндрический патрубок 10 для прохода обрабатываемой жидкости. Верхний торец патрубка 10 расположен выше верхней стенки 8 теплообменного элемента. Нижняя стенка 9 теплообменного элемента может быть выполнена в виде усеченного конуса и снабжена радиальными ребрами 13. Верхняя плоская стенка 8 теплообменного элемента снабжена установленными с наружной стороны кольцевыми незамкнутыми ребрами 11 и перегородкой, одним концом соединенной с первым от центра корпуса кольцевым незамкнутым ребром, а другим концом - со штуцером 6 вывода обрабатываемого раствора. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 О 1/00, 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%cod рас гщ диход тн

Йнгата

alod рапира

Ф (21) 4403154/26 (22) 04.04.88 (46) 23,07.91. Бюл. N 27 (72) А.Ф.Шахова, М.А.Цейтлин, Г.А.Ткач и

Н,М.Санникова (53) 66.048.541(088.8) (56) Патент Японии N 50 — 24916„

1 кл. В 01 0 1/26, 1975. (54) ОБОГРЕВАЕМОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОМАССООБМЕ ННОГО АППАРАТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЯЗКИХ И

ТЕРМОЛАБИЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение относится к тепломассообменной технике для обработки вязких и термолабильных веществ в многоступенчатых колоннах и позволяет повысить эффективность путем снижения гидростатического давления при обработке раствора, улучшения сепарации вторичного пара, а также стабилизировать теплообмен путем

„„Я „„1664350 А1. предотвращения застойных зон на теплопередающей поверхности. Теплообменный элемент 7 контактного устройства выполнен в виде кольцевой полости, По центру теплообменного элемента установлен цилиндрический патрубок 10 для прохода обрабатываемой жидкости, Верхний торец патрубка 10 расположен выше верхней стенки 8 теплообменного элемента. Нижняя стенка 9 теплообменного элемента может быть выполнена в виде усеченного конуса и снабжена радиальными ребрами 13, Верхняя плоская стенка 8 теплообменного элемента снабжена установленными с наружной стороны кольцевыми незамкнутыми ребрами 11 и перегородкой, одним концом соединенной с первым от центра корпуса кольцевым незамкнутым ребром, а вторым концом — со штуцером 6 вывода обрабатываемого раствора. 3 з,п.ф-лы, 3 ил.

1664350

Изобретение относится к технике тепломассообмена и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности при обработке вязких и термолабильных веществ в многоступенчатых колоннах, оснащенных обогреваемыми контактными устройствами.

Целью изобретения является повышение эффективности путем снижения гидростатического давления при обработке раствора, улучшения сепарации вторичного пара, а также стабилизация тепломассообмена путем предотвращения застойных зон на теплопередающей поверхности, На фиг,1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг,2 — вид А на фиг.1; на фиг.3 — вид Б на фиг,1, Обогреваемое контактное устройство тепломассообменного аппарата для обработки вязких и термолабильных веществ содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный снизу глухим днищем 2 и сверху фланцем 3, жестко связанным с корпусом 1, В цилиндрическом корпусе 1 имеются штуцер 4 для входа обрабатываемого раствора, штуцер 5 для выхода вторичного пара, штуцер 6 для вывода обработанного раствора. В полости корпуса 1 контактного устройства размещен герметичный обогреваемый теплообменный элемент 7, выполненный.в виде кольцевой полости.

Полость теплообменного элемента 7 сверху ограничена верхней горизонтальной плоской стенкой 8, а снизу — нижней плоской стенкой 9, по периметру жестко соединенными с корпусом 1, образующим цилиндрическую боковую наружную поверхность теплообменного элемента 7, Нижняя стенка 9 может быть выполнена как горизонтальной, так и в виде усеченного конуса.

Центральный цилиндрический патрубок 10 образовывает внутреннюю стенку теплообменного элемента 7. Верхний торец патрубка 10 расположен выше верхней стенки 8 теплообменного элемента 7. Верхняя стенка 8 теплообменного элемента 7 снабжена кольцевыми незамкнутыми ребрами 11.

К верхней плоской стенке 8 теплообменного элемента 7 жестко прикреплена перегородка 12, соединенная одним концом с первым от центра цилиндрического корпуса 1 кольцевым незамкнутым ребром

11, а вторым концом — со штуцером 6 вывода обработанного раствора из контактного устройства. Высота перегородки 12 равна высоте кольцевых ребер 11. Нижняя стенка 9 теплообменного элемента 7 снабжена наружными радиальными ребрами 13. В боковой поверхности теплообменного элемента

25 может скапливаться образующийся пар (па30

40 температуры обрабатываемого раствора, 45

7 имеется штуцер 14 для ввода теплоносителя (napa) и штуцер 15 для вывода конденсата.

Обогреваемое контактное устройство работает следующим образом.

Греющий агент — пар (парогазовая смесь) через штуцер 14 поступает в полость герметичного теплообменного элемента 7.

Пар поступает из последующего по ходу жидкости контактного устройства, а образующийся конденсат удаляется через штуцер

15. Обрабатываемая жидкость через штуцер

4 поступает в контактное устройство под нижнюю стенку 9 теплообменного элемента

7, снабженную радиальными ребрами 13, нагревается, образовавшаяся парожидкостная смесь под действием газлифтного эффекта транспортируется через центральный цилиндрический патрубок 10 на верхнюю стенку 8 теплообменного элемента 7, Наклон нижней стенки теплообменного элемента 7, а также радиальные ребра 13 препятствуют образованию на обогреваемой поверхности застойных зон, в которых рогазовая смесь), ухудшая тем самым условия теплоотдачи, При выходе парожидкостной эмульсии из центрального патрубка 10 происходит сепарация образовавшегося пара. Затем поступает в паровое пространство и удаляется из контактного устройства через штуцер 5, а жидкость остается на верхней стенке 8 для дальнейшей обработки. На верхней стенке обогреваемоro теплообменного элемента 7 обработка жидкости производится в тонком слое (пленке), что исключает возможность возникновения добавочного гидростатического давления и связанного с ним повышения

Кольцевые ребра 11 и перегородки 12 на верхней стенке теплообменного элемента 7 предназначены для организации движения жидкости небольшими потоками по окружности, что предотвращает образование застойных зон в процессе обработки, исключает возможность возникновения продольной неравномерности при распределении жидкости и связанную с ней неравномерность изменения концентрации солевых компонентов обрабатываемой жидкости и повышения температуры ее кипения вследствие увеличения депрессии раствора. Продольная неравномерность вызывает изменение градиента температур между обрабатываемой жидкостью и теплоносителем и ухудшает условия теплопередачи.

Обработанная на теплообменном элементе

7 жидкость собирается из каналов между кольцевыми ребрами 11 и через штуцер 6

16r, 1350

Фиг,2 направляется на следующее контактное устройство.

flap (парогазовая смесь), выделяющийся из жидкости на верхней стенке 8 теплообменного элемента 7, совместно с паром, отсепарированным иэ парожидкостной смеси, выходящей иэ цилиндрического патрубка 10, поступает на обогрев предыдущего по жидкости обогреваемого контактного устройства или выводится из аппарата, При компановке обогреваемых контактных устройств в единый тепломассообменный аппарат (колонну) движение жидкости по колонне осуществляется сверху вниз, а в пределах каждого контактного устройства— снизу вверх. Движение пара (парогазовой смеси) осуществляется снизу вверх.

Барометрическое давление пара (парогазовой смеси) над обрабатываемой жидкостью увеличивается по движению обрабатываемой жидкости, а давление греющего агента соответственно снижается от низа к верху аппарата.

Формула изобретения

1. Обогреваемое контактное устройство тепломассообменного аппарата для обработки вязких и термолабильных веществ, включающее цилиндрический корпус с глухим днищем, штуцеры для подвода и отвода обрабатываемого раствора, штуцер для отвода вторичного пара, герметичный обогреваемый теплообменный элемент со штуцерами подвода и отвода теплоносителя, закрепленный в цилиндрическом корпусе, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения гидростатического давления при обработке раствора, теплообменный элемент выпол5 нен в виде кольцевой полости с горизонтальной верхней стенкой и снабжен цилиндрическим патрубком, установленным по его центру с образованием внутренней стенки теплообменного элемента, при

10 этом верхний торец цилиндрического патрубка расположен выше верхней стенки теплообменного элемента.

2, Устройство по п.1; о т л и ч а ю щ е ес я тем, что нижняя стенка теплообменного

15 элемента выполнена в виде усеченного конуса.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения сепарации вто20 ричного пара, нижняя стенка теплообменного элемента снабжена радиальными ребрами, установленными с наружной стороны стенки, 4. Устройство по пп.1 — 3, о т л и ч а ю щ25 е е с я тем, что, с целью стабилизации тепломассообмена путем предотвращения застойных зон на теплопередающей поверхности, верхняя стенка теплообменного элемента снабжена установленными с

30 наружной стороны кольцевыми незамкнутыми ребрами и перегородкой, посредством которой первое от центра корпуса ребро соединено со штуцером вывода обрабатываемого раствора.

©v8 . 5

Составитель В, Золотов

Редактор А. Мотыль Техред М.Моргентал Корректор Э Лончакова

Заказ 2342 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101