Насадка пленочного аппарата

 

Изобретение предназначено для проведения тепло-массообменных процессов и может найти применение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности . Целью изобретения является увеличение производительности и эффективности . Жидкость с перегородки 1 поступает в кольцевой зазор, образованный распределительным патрубком 2, а затем в виде жидкостного кольца стекает по поверхности цилиндрической трубы 3. Попав на поверхность кольцевых конических выступов 4 часть жидкости поступает в продольные прорези, а другая часть плавно обтекает нижнее основание выступов 4, интенсивно перемешивается и без разбрызгивания и срыва в виде жидкостной пленки стекает. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОБЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТЙЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 (лЭ (лЭ

О (л) (л) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819333/26 (22) 26.04.90 (46) 15.05.92. Бюл. М 18 (71) Сибирский технологический институт (72) Н, А. Войнов, А; А, Юдаков, В. А. Марков и Н. А. Николаев (53) 66.015.23,05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1338870, кл. В 01 D 3/32, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1472083, кл. В 01 D 3/28, 1989. (54) НАСАДКА ПЛЕНОЧНОГО АППАРАТА (57) Изобретение предназначено для проведения тепло-массообменных процессов и может найти применение в химической, „„БЫ ÄÄ 1733033 А1 (я)5 В 01 D 3/28, В 01 J 19/32 микробиологической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение производительности и эффективности. Жидкость с перегородки 1 поступает в кольцевой зазор, образованный распределительным патрубком 2, а затем в виде жидкостного кольца стекает по поверхности цилиндрической трубы 3. Попав на поверхность кольцевых конических выступов 4 часть жидкости поступает в продольные прорези, а другая часть плавно обтекает нижнее основание выступов 4, интенсивно перемешивается и без разбрызгивания и срыва в виде жидкостной пленки стекает. 2

3. п, ф-лы, 5 ил;

1733033

Изобретение относится к насадкам пле ночных массообменных аппаратов и может найти широкое применение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности, Известно прямоточное контактное устройство пленочного аппарата, состоящее из контактной трубки, внутри которой размещен турбулизатор в виде цилиндрической и подвижного сепаратора.

Однако это прямоточное устройство имеет низкую производительность по жидкости и большие энергозатраты.

Наиболее близким по технической сущности к предложенной является насадка для пленочного аппарата, состоящая из цилиндрической трубки, распределителя жидкости, стакана с продольными выступами и

25 проволочной спирали, установленной на выступах.

Наличие проволочной спирали внутри цилиндрической трубы обеспечивает вращательное движение жидкостной пленки, вызывает центробежную силу, которая прижимает жидкостную пленку к поверхности трубы и обеспечивает высокую ее работоспособность. Однако в случае нанесения проволочной спирали на наружную поверх30 ность трубы жидкостная пленка, набегая на виток спирали, срывается с него и разбрызгивается, чему способствует центробежная сила, направленная в данном случае от поверхности насадки (см. фиг. 1), что и обус35 лавливает низкую производительность и эффективность.

Целью изобретения является увеличение производительности за счет расширения диапазона устойчивого пленочного

40 течения и эффективности насадки за счет интенсификации перемешивания.

Для достижения указанной цели в насадке пленочного аппарата, состоящей из горизонтальной перегородки, распределительного патрубка и цилиндрической трубы, на поверхности которой выполнены кольцевые выступы в форме усеченного конуса с острой кромкой при вершине, угол наклона образующей конического выступа к горизонтали выполнен равным 60 — 89, а отношение расстояния между двумя соседними выступами а к высоте выступа h равно

s/h= — 13,5 — 25.

На кольцевых выступах выполнены сквозные прорези; кольцевые выступы выполнены из пластичного материала (например, из резины) и установлены с возможностью перемещения их по длине цилиндрической трубы.

50 пружины из проволоки, парового патрубка . 10

Установлено, что с увеличением высоты выступа возрастает коэффициент массоотдачи, однако при этом не достигается пленочного течения. Жидкостная пленка, ударяясь о выступ, изменяет свое направление и срывается с поверхности трубы. С целью повышения производительности (расширения диапазона устойчивого пленочного течения, увеличения числа

Рейнольдса пленки) и достижения максимальных коэффициентов массоотдачи угол наклона образующей конического выступа к горизонтали выполняется равным

60-89, что обеспечивает плавное набегание пленки жидкости на поверхность выступа и устраняет срыв части жидкостной пленки с поверхности трубы, снижающий эффективность процесса, В случае выполнения угла наклона более 89 увеличивается расстояние между выступами, что также снижает эффективность массообмена. Диапазон изменения угла наклона зависит от режима движения и физических свойств жидкости.

Обеспечение расстояния между двумя соседними выступами s равно го 13,5 — 25 h обеспечивает максимальную эффективность массообмена (см. фиг. 2).

Выполнение отношения s/h>25 приводит к уменьшению коэффициентов массоотдачи, так как снижается интенсивность перемешивания жидкостной .пленки. При достижении соотношения s/h<13,5 резко увеличивается число кольцевых конических выступов, выполнение которых и их замена трудоемки.

Наличие на кольцевых выступах сквозных прорезей позволяет части жидкости жидкостной пленки проходить через сквозные прорези, что способствует лучшему перемешиванию, так как это увеличивает число циркуляционных жидкостных вихрей.

Выполнение кольцевых конических выступов из эластичного материала (например, резины) позволяет наносить их на поверхность трубы, а также обеспечивает их перемещение и съем. Это снижает металлоемкость насадки, обеспечивает очистку поверхности, обеспечивает оптимальное соотношение s/h, чем достигается максимальная эффективность.

На фиг 1 представлена схема срыва жидкостной пленки с поверхности выступа, прототип; на фиг, 2 — зависимость средней толщины жидкостной пленки и коэффициента массоотдачи от s/h; на фиг. 3 — насадка пленочного аппарата; на фиг. 4 — продольные сквозные прорези на поверхности кольцевых конических выступов; на фиг. 5—

1733033 кольцевые конические выступы, выполненные из эластичного материала, Насадка пленочного аппарата состоит из горизонтальной перегородки 1, распределительного патрубка 2 и цилиндрической трубы 3, на поверхности которой нанесены кольцевые конические выступы 4, имеющие на своей поверхности сквозные продольные прорези 5.

Диаметр цилиндрической трубы 15—

75 мм. Высота цилиндрической трубы 0,5—

2,0 м, Высота выступа h 1 — 10 мм. Ширина прорези 3 — 10 мм.

Насадка пленочного аппарата работает следующим образом.

Жидкость с горизонтальной перегородки 1 поступает в кольцевой зазор, образованный распределительным патрубком 2, а затем в виде сплошного жидкостного кольца стекает по наружной поверхности цилиндрической трубы 3, Поступив на поверхность кольцевых конических выступов

4, часть жидкости поступает в продольные прорези 5, а другая часть плавно обтекает нижнее основание выступа 4, при этом вся жидкость интенсивно перемешивается, что приводит к интенсивному массообмену.

Таким образом, наличие наклона образующей кольцевого конического выступа к горизонтали, равного 60 — 89, выполнение отношения s/h=13,5 — 25 обеСпечивает высокую производительность насадки и максимальную эффективность, что в итоге

5 приводит к снижению себестоимости выпускаемого продукта, Формула изобретения

Насадка пленочного аппарата, включающая горизонтальную перегородку распре10 делительный патрубок, цилиндрическую трубу, на поверхности которой выполнены кольцевые выступы в форме усеченного конуса с острой кромкой при вершине, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения .15 производительности путем увеличения диапазона пленочного устойчивого течения и эффективности насадки за счет интенсификации перемешивания, угол наклона образующей кольцевого выступа к горизонтали

20 выполнен равным 60-89 Са отношение рас стояния между двумя соседними выступами

S к высоте выступа h равно S/h = 13 5 — 25.

2, Насадка по-п, 1, отличающаяся тем, что на кольцевых выступах выполнены

25 продольные сквозные прорези.

3. Насадка по п. 1, отл и ч а ю ща я с я тем, что кольцевые выступы выполнены из эластичного материала и установлены с возможностью их перемещения.

1733033