Насадка для теплои массообменных аппаратов

 

Изобретение относится к насадкам для теплои массообменных колонных аппаратов и может быть использовано в азотной, химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса за счет дополнительной турбулизации потока . В насадке для теплои массообменных аппаратов, включающей пустотелый цилиндр с выступающими элементами, выполненными в виде кольцевых гофр, причем цилиндрическая поверхность через равные промежутки пересекается парами выступающих параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки плоских поверхностей, соединенных между собой частью поверхности тора, причем цилиндрические промежутки выполнены с острыми кромками в местах своего сочленения с плоскими поверхностями и имеют отверстия. 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>ys В 01 J 19/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0 с

О

О

СО

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756998/26 (22) 05.10.89 (46) 15.11.91. Бюл, М 42 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (72) А. С. Пушнов, А. М. Каган, В. М. Буравлев, В. Д. Дышлис и А. А. Пальмов (53) 66.074.513(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

|в 294399, кл. В 01 D 53/10, 1970.

Авторское свидетельство СССР

М 1212524, кл. В 01 О 53/20, 1986. (54) НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ (57) Изобретение относится к насадкам для тепло- и массообменных колонных аппараИзобретение относится к насадкам для тепло- и массообменных колонных аппаратов и может быть использовано в азотной, химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности, Цель изобретения — интенсификация процесса за счет дополнительной турбулизации потока.

На фиг. 1 показана насадка с разрезом, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг.

1; на фиг, 3-насадка с двумя парами плоских поверхностей, каждая из которых соединена частью поверхности тора, общий вид, на фиг. 4 — то же, с одной парой плоских поверхностей.

Насадка представляет собой пустотелый цилиндр с выступающими элементами, выполненными в виде перпендикулярно пересекающихся цилиндров через равные промежутки пар параллельных друг другу

„„Я3 „„1690809 А1 тов и может быть использовано в азотной, химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса эа счет дополнительной турбулизации потока. В насадке для тепло- и массообменных аппаратов. включающей пустотелый цилиндр с выступающими элементами, выполненными в виде кольцевых гофр, причем цилиндрическая поверхность через равные промежутки пересекается парами выступающих параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки плоских поверхностей, соединенных между собой частью поверхности тора, причем цилиндрические промежутки выполнены с острыми кромками в местах своего сочленения с плоскими поверхностями и имеют отверстия. 4 ил, плоских поверхностей 1 и 2, каждая иэ которых соединена частью поверхности тора 3.

Цилиндрические промежутки выполнены с острыми кромками 4 в местах своего сочленения с плоскими поверхностями 2 и снаб- жены отверстиями 5. Радиус внутренней окружности тора 3 соизмерим с высотой отверстия 5 на цилиндрических промежутках.

Насадка работает следующим образом.

Как и другие нерегулярные насадки она загружается в аппарат внавал. Контакт между газом и жидкостью осуществляется как на внешней, так и на внутренней поверхности элементов насадки. При движении по наружной поверхности насадки жидкость попадает на цилиндрический промежуток и в виде пленки перемещается по перпендикулярной ему плоской поверхности 2 на поверхность тора 3, далее на поверхность 2. а потом на поверхность 1. При этом пленка

1690809

;кидкости меняет свою толщину, а в местах наличия отверстий 5 наблюдается обновление пленки жидкости, что интенсифицирует процесс. При движении жидкости по внутренней поверхности насадки на острой кромке 4 происходит отрыв пленки жидкости, что также приводит к улучшению перемешивания контактирующих потоков вследствие местных завихрений. Наличие местных завихрений увеличивает частоту обновления пленки жидкости на поверхности насадки, что обеспечивает интенсификацию тепло- и массообмена на 21-33 .

Наличие цилиндрических участков с острыми КроМКВММ позволяет дополнительно турбулизировать пленку жидкости на внутренней поверхности насадки, а также газовый поток. Достигаемое при этом увеличение частоты обновления пленки жидкости на поверхности насадки обеспечивает интенсификацию процесса тепл о- и массообмена на 21--337,, Отверстия на цилиндрических участках обеспечивают дополнительную турбулиэацию потока и интенсификацию процесса, Выполнение чередующихся участков насадки соизмеримыми по длине упрощает технологию изготовления насадки при ее крупносерийном производстве, Выполнение насадки, цилиндрическая поверхность которой пересекается парой выступающих плоских поверхностей, параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки, соединенных между собой частью поверхности тора. обеспечивает увеличение пропускной способности насадки при одновременном снижении гидравлического сопротивления эа счет того, что при загрузке внавал у такой насадки имеет место свойство самоориентируемости (подавляющее больwèнство насадки при этом падает плашмя), Выполнение насадки с величиной отношения ее максимального диаметра к высоте в пределах 4-6 обеспечивает самоориентацию насадки при ее загрузке внавал, малое гидравлическое сопротивление и развитую удельную поверхность. При отношении максимального диаметра насадки к ее высоте более 6 сокращается удельная поверхность насадки при ее хаотической загрузке в аппарат. П ри отношен ии максимального диаметра насадки к ее высоте менее 4 увеличивается гидравли еское сопротивление, что недопустимо. Выполнение насадки с радиусом внутренней окружности тора, соизмеримым с высотой огверстия На цилиндрических участках насадки, обеспечивает увеличение поперечного перемен i язнi я кон "зктпрующих nQTQI(DB.

Положительный эффект обеспечивается в результате свойства самоориентируемости насадки при ее выполнении таким образом, что ее цилиндрическая поверхность пересекается парой выступающих плоских поверхностей, параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки, соединенных между собой частью поверхности тора. При этом 74-80;,ь насадки при загрузке ее внавал укладывается в аппарате плашмя соосно потоку, В результате возрастает пропускная способность насадки приблизительно на 18% по сравнению с прототипом, Результаты испытаний насадки, выполненной в виде элементов иэ пластмассы со следующими размерами: высота 10 мм; наружный диаметр тора 4 мм; диаметр цилиндрической части 52 мм; толщина стенки 1 мм; высота цилиндрической части внутри насадки 6 мм, а снаружи 4 мм, показали, что при загрузке насадки внавал приблизительно 807 ее в аппарате ориентируется соосно контактирующим потокам, Это обеспечивает снижение гидравлического сопротивления на приблизительно 307. Иэ-за выполнения отношения максимального диаметра элемента насадки к ее высоте, равным 5,2 (т, е. в пределах от 4 до 6), она обладает свойством самоориентируемости, укладывается в аппарате плашмя соосно потоку. В результате возрастает пропускная способность насадки приблизительно на

18, по сравнению с прототипом, Результаты испытаний насадки, выполненнойй из пластмассы, со следующими размерами; высота 30мм; наружный диаметр тора 4мм; диаметр цилиндрической части 52мм; толщина стенки 1 мм; высота цилиндрической части внугри насадки 6 мм, а снаружи 4 мм, показали, что коэффициент теплоотдачи по сравнению с обычным цилиндром идентичных размеров увеличивается в 2.4 раза. Коэффициент теплоотдачи по сравнению с прототипом возрастает на 21 .

Результаты испытаний насадки из пластмассы со следующими размерами: высота

20 мм; диаметром цилиндрической, части 52 мм; толщина стенки 1 мм, высота цилиндрической части внутри насадки 6 мм, снаружи

4 мм показали, что при загрузке насадки внавал, 76;4 насадки ориентируется соосно контактирующим потокам и укладывается в аппарат плашмя. В результате увеличивается живое сечение насадки в аппарате и, следовательно, возрастает пропускная способность на 18 .

Изобретение позволяет интенсифицировать процесс за счет дополнительной турбулизации потока, что выражается в увеличении коэффициента теплоотдзчи нз

1690809

РОГ 2

ЧЬгЗ г

Составитель А.Сондор

Редактор.Н.Федорова Техред М.Моргентал

Корректор Т.Палий

Заказ 3878 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 415

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

21, возрастании пропускной способности на 18 g, Кроме того, гидравлическое сопротивление снижается на 30 .

Формула изобретения

Насадка для тепло- и массообменных 5 аппаратов, включающая пустотелый цилиндр с выступающими элементами, расположенными на всей поверхности цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса эа счет турбули- 10 зации потока, выступающие элементы выполнены в виде установленных через равные промежутки одной или нескольких пар, параллельных друг другу и торцевой плоскости насадки плоских поверхностей, соединенных между собой частью поверхности тора, при этом цилиндрические промежутки выполнены с острыми кромками в местах своего сочленения с плоскими поверхностями и имеют отверстия.