Насадка для теплои массообменных аппаратов
Изобретение относится к устройствамдля осуществления теплои массообмен- 'ных процессов в химической технологии, нефтехимии, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления при'одновременном сохранении эффективности массообмена и снижение материалоемкости, Насадка состоит из торов, каждый из которых выполнен из синтетических мононитей кулирной гладью из двух одинаковых по диаметру трикотажных цилиндров, имеющих общую ось, причем величина ячейки каждого цилиндра по горизонтали составляет 8-20 диаметров мононити, по-вертикали - 7-9 диаметров мононити, а поверхностный модуль петли составляет 1.6-6,0.4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 19/30
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 i) 4770861/26 (22) 18.12.89 (46) 15.02.92. Бюл. N 6 (71) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С. М. Кирова (72) Л. Я, Терещенко, М. М. Булаткин, Р, Ф.
Витковская, А.В.Серов, О.Г.Цветкова и Н.Ф. Зыбина (53) 66.074.513(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1329807, кл. В 01 0 53/20, 1987.
Авторское свидетельство СССР
1Ф 1291192, кл. В 01 0 53/20,. 1987. (54) НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ (57) Изобретение относится к устройствам
Изобретение относится к устройствам для осуществления тепло- и массообменных процессов в химической технологии, нефтехимии, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.
Известна объемная насадка; включающая. полый элемент, сплюснутый по длине уменьшения поперечного сечения с перекрытием полости элемента у вершины.
Недостатком указанной конструкции является значительное гидравлическое сопротивление, неполное использование рабочей поверхности, значительная материалоемкость и сложность изготовления насад ки, Наиболее близким к предлагаемой является регулярная насадка Котляревского, выполненная в виде блоков, состоящих из положенных один на другой торов, в общее отверстие которых до полного его заполнения вставлены сжатые с боков торы. при
„>50, 1711964 А1 для осуществления тепло- и массообменных процессов в химической технологии, . нефтехимии, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности, Цель изобретения — снижение гидравлического сопротивления при одновременном сохранении эффективности массообмена и снижение материалоемкости. Насадка состоит из торов, каждый из которых выполнен из синтетических мононитей кулирной гладью иэ двух одииаковых по диаметру трикотажных цилиндров, имеющих общую ось, причем величина ячейки каждого цилиндра по горизонтали составляет
8 — 20 диаметров мононити, по.вертикали — 7 — 9 диаметров мононити, а поверхностный модуль петли составляет. 1,6 — 6,0. 4 ил. этом оси торов взаимно перпендикулярны, а. сами торы выполнены из трикотажного цилиндра путем его сворачивания с одного или двух концов.
Недостатками указанного устройства являются повышенное гидравлическое сопротивление за счет вставленных сжатых с боков торов, а также значительное увеличение материалоемкости насадки без заметного выигрыша в тепло- и массообменных характеристиках, Цель изобретения — снижение гидравлического сопротивления насадки при одновременном сохранении эффективности массообмена и снижение материалоемкости.
Указанная цель достигается тем, что в насадке кажДый тор выполнен из синтетических мононитей кулирной гладью из двух одинаковых по диаметру трикотажных ци-. линдров, имеющих общую ось, причем вели1711964 чина ячейки по горизонтали составляет 820 диаметров мононити, по вертикали — 7-9 диаметров мононити, а поверхностный модуль петли составляет 1,6 — 6,0. Использование кулирной глади в виде тора из двух одинаковых по диаметру трикотажных цилиндров позволяет добиться необходимой жесткости насадки, не прибегая к заполнению отверстий сжатыми eбоков торами,,тем самым снижается материалоемкость. Кроме того, тор, выполненный из двух одинаковых по диаметру трикотажных цилиндров обеспечивает высокоразвитую активную поверхность, что позволяет сохранить эффективность тепло- и массообмена. Величина ячейки по горизонтали составляет 8 — 20 диаметров мононити, по вертикали 7-9 диаметров мононити, а поверхностный модуль петли
1,6 — 6,0 обеспечивает снижение гидравлического сопротивления насадки за счет образования извилистых каналов для прохождения газового потока, Поверхностный мбдуль петли определяется по формуле
А В гпту= („э где А — величина ячейки по горизонтали;
 — величина ячейки по вертикали, 1 — длина петли;
d — диаметр мононити, На фиг. 1 представлен колонный anna" рат с иэображением контактирующих потоков, разрез; на фиг, 2 — фрагмент кулирной глади, вид сверху; на фиг. 3 — то же, вид сбоку; на фиг. 4 — насадка, Длина петли определяется суммой участков аа + а б+ св+ и вг+игд+ де.
Насадка 1 засыпается беспорядочно в аппарат 2 на колосниковую решетку 3. Во избежание ее уноса при работе колонн над слоем насадки установлена колосниковая решетка 4 с большим живым сечением.
На фиг. 2 представлен фрагмент кулирной птади, где А — величина ячейки по горизонтали; Б — величина ячейки по вертикали, Орошающий раствор попадает на слой насадки, где происходит тепло- и массообмен с потоком газа.
Устройство работает следующим образом.
Жидкость (L) подают на насадку сверху, а газ (G) снизу (фиг, 1). После распределительного устройства жидкость попадает на верхнюю часть насадки и в виде пленки
-стекает, контактируя при этом на noaepxwoсти насадки с газом. Высокоразвитая поверхность насадки обеспечивает сохранение эффективности тепло- и массобмена. Дополнительный положительный эффект достигается за счет постоянной турбулизации пленки жидкости при ее движении по шероховатой поверхности тканой насадки. На5 садка занимает произвольное по отношению к горизонтальной плоскости положение, образуя при этом извилистые каналы для и рохождения газа, что способствует снижению гидравлического сопротив10 ления, Пример. Насадку изготавливают из полипропиленовых мононитей согласно ТУ
6-06-527-86 диаметром 0,3 мм методом кулирной глади. Вес 1 м насадки 18 кг. Изго15 товление насадки производят на типовом оборудовании. Насадку засыпают в аппарат диаметром 500 мм на колосниковую решетку. Высота слоя насадки 1,5 м. Сверху монтируют вторую решетку во избежание уноса
20 насадки из аппарата. Скорость воздуха в колонне 0,64-3.4 м/с (в расчете на полное сечение аппарата) и плотность орошения
20 — 135 м /м ч. Проводят опыты по изуче- .
3 2 нию гидравлического сопротивления в зави25 симости от скорости воздуха и плотности орошения на режиме инверсии фаз.
Оценку показателей осуществляют по общеизвестным методикам, В таблице приведены полученные дан30 ные, Наибольший положительный эффект показан в примерах 3, 6, 9, 15 и 18.
Когда отношение размера ячейки no toризонтали либо отношение размера ячейки
35 по вертикали к диаметру мононити составляет 7 или 6 (соответственно примеры 1 и 7), наблюдается скачок величины гидравлического сопротивления, а также увеличение материалоемкости насадки.
40 При отношении размера ячейки по горизонтали равном 21 (пример 5), либо при отношении размера ячейки по вертикали к диаметру мононити, равном 10 (пример 11), наблюдается проскок газа без контакта с
45 жидкостью, что приводит к снижению эффективности массообмена.
Изменение поверхностного модуля петли ведет к уплотнению либо к растяжению
50 структуры кулирной глади. Если поверхностный модуль петли составляет.1,5 (пример
13), структура насадки уплотняется, увеличивается гидравлическое сопротивление насадки и,вес; т.е, материалоемкость. Если
55 поверхностный модуль петли равен 6,1(пример 17) нарушается жесткость насадки и снижается массообменная способность за счет неполно о контакта газа и жидкости, вызванного проскоком газа через ячейки насадки.
1711964
Гидравлическое сопротивление, НПа
С корост ь газа в аппарате, и/с
Отношение 10тношение
Высота единиц перено" са, м
Вес . 1 и насадки
Поверхностный модуль петли, шя
Иатериал
Плотност ь орошения, мз/меч
Пример размера ячейки по вертикали к яи аметру мононити размера ячейки по горизонтали ,к диаметру мононити
Полйпро" пилен
1 ЬО
0 90 20 . 7
570
2,0
3,о
3,0
3,0
З,о
3,о 3 0. 4Ü0
Зао
56о
2 60
3 Ьо
6о
5 60
6 60
7 60
0,83 14
0 92 . 18
0,85 17
0,7 . 16
0 92 18
0,91 19,3
8
8 8
21
«11»
«11» ! I
2,0
2,0
2,0
2,О
2,О г,о
Лаасан
Полипро" лилем
4оа
550
«11»
«11»
I1
3,0
3,0
3,0
3,0
3,о
1,5
18,8
18 . 15
17,г 15
16,5 15
18 15
20,2 15
8. .9
8 60
10 60
13 60 0,90
0,91
0,85 о,8
0,92
0,87 г,о
2,0
2,О
2,0
2,О
Лавсан
Полипропилен о,85 19,4
0,92 18
0,8 15,8
0,78 15,4
0 92 18
0,8 27
8 1,6
8 . 3,0
8, Ь,0
8 6,1
8 З,о
«11»
1..
11» .., I1
«11»
11
Лавсан
43о .400
780
14 60
15 60
16 60
17 60
18 60
19 60
2,О г,о
2,О г,о
2,0
При использовании другого вида материала (примеры 6, 12 и 18) при совокупности заявляемых признаков достигнут положительный эффект и показана независимость вида материала на гидравлическое сопротивление и ма-ериалоемкость.
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление и материалоемкость насадки.
Ф о р мул а и зоб рете н и я
Насадка для тепло- и массообменных аппаратов в виде торов, уложенных друг на друга, изготовленная из трикотажного цилиндра путем его сворачивания с одного или двух концов, отличающаяся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления при одновременном сохранении эффективности массообмена и
5 снижения материалоемкости, она снабжена дополнительным цилиндром, натянутым на
Основной и свернутым с ОднОГО или двух концов, при этом торы основного и дополнительного цилиндров выполнены из синте10 тических мононитей кулирной гладью, образующих ячейки, величина ячейки каждого цилиндра по горизонтали составляет
8-20 диаметров мононити, по вертикали—
7-9 диаметров мононити, а высота петли
15. Составляет 1,б-б,0 мм.
1711964
1711964
Составитель Р,Витковская
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор O.Кравцова
Редактор М.Петрова
Производственно-издательский комбйнат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Заказ 488 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
