Элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн

 

Изобретение относится к химической, нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может быть использовано при осуществлении ректификации, абсорбции и в других тепломассообменных процессах в соответствующих массособменных аппаратах. Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении эффективности и производительности массообмена. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в элементе нерегулярной насадки для насадочных колонн, содержащем корпус в виде цилиндрической или цилиндро-конической поверхности с отверстиями и лепестками в виде выштамповок, торцы корпуса элемента насадки выполнены скошенными. В варианте выполнения поверхности выштампованных лепестков выполнены наклонными по отношению к образующей поверхности корпуса элемента. Дополнительно торцы корпуса и поверхности лепестков элементов могут быть расположены наклонно к образующей поверхности корпуса элемента. Кроме того, скосы торцов корпуса могут быть выполнены параллельными или образованы пересекающимися плоскостями, при этом скосы торцов выполнены под углом не более 70^o, 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к химической, нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может быть использовано при осуществлении ректификации, адсорбции и в других тепломассообменных процессах в соответствующих аппаратах.

Из уровня техники известны разнообразные элементы нерегулярных насадок, например, в виде цилиндрических элементов, на поверхности которых выполнены отверстия в виде просечек с отогнутыми вовнутрь корпуса элемента лепестками, имеющими различную форму, например, дугообразную, см. "Обзорную информацию "Зарубежные насадочные устройства массообменной аппаратуры". ЦИНТихимнефтемаш, Москва, 1982 г. с. 4-5, рис. 3, 4.

Для всех элементов вышеописанных насадок, относящихся по способу укладки и нерегулярным (насыпным) насадкам характерны, в зависимости от формы образующих их элементов (цилиндрические, полуцилиндрические, седлообразные) различные гидравлические сопротивления и эффективности массопередачи.

Однако, в связи с тем, то эти элементы насадок применяются в колоннах путем насыпки или сплошным слоем по всей высоте колонны, или отдельными слоями, размещенными на специальных поддерживающих решетках (тарелках), не исключается такое их положение (ориентация) в колонне, когда массообменные поверхности элементов насадки располагаются неэффективно относительно направления потоков контактирующих фаз. Например, с точки зрения эффективности массообмена, наиболее выгодным положением цилиндрической, а также полуцилиндрической, или седлообразной формы элементов насадки, является горизонтальное положение элементов, т.е. максимальное перекрытие их массообменной поверхностью горизонтального сечения колонны.

При монтаже нерегулярной насадки из-за большого объема работ в 90% случаев элементы насадки засыпают, а не укладывают послойно, в связи с чем с большой степенью вероятности, достигающей до 50% например, цилиндрические насадки могут расположиться в вертикальном положении (встать на торец корпуса). Это приводит к значительному снижению ее работоспособности, т.к. при вертикальном положении указанного элемента его массообменные поверхности (поверхности лепестков и боковая поверхность) выключаются из работы относительно вертикального направления движения контактирующих фаз.

За прототип изобретения выбрана описанная выше нерегулярная насадка с цилиндрическими элементами, для которой характерны те же недостатки, которые описаны в отношении аналогов, а именно значительная вероятность неэффективного расположения в слое насадки ее элементов с точки зрения эффективности массообмена.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи по повышению эффективности и производительности массообмена в слое насадки.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн, содержащий корпус в виде цилиндрической или цилиндро-конической поверхности с отверстиями и лепестками в виде выштамповок, торцы корпуса элемента насадки выполнены скошенными.

В варианте выполнения поверхности выштампованных лепестков выполнены наклонными по отношению к образующей поверхности корпуса элемента. Дополнительно торцы корпуса и поверхности лепестков элементов могут быть расположены наклонно к образующей поверхности корпуса элемента. Кроме того, скосы торцев корпуса могут быть выполнены параллельными или образованы пересекающимися плоскостями, при этом скосы торцов выполнены под углом не более 70^o.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение производительности и эффективности массообмена при фактически тех же трудозатратах на изготовление и монтаж нерегулярной насадки.

На фиг. 1 показан общий вид элемента насадки в рабочем положении; на фиг. 2 то же, конической формулы; на фиг. 3 то же, ромбической; на фиг. 4 в виде цилиндра с крыльями; на фиг. 5 седлообразная; на фиг. 6 то же, в виде полуокружной; на фиг. 7 то же, в виде квадрата; на фиг. 8 то же, сложной формы.

Элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн, содержит корпус 1 в виде цилиндрической (фиг. 1, 2, 3, 4, 7) или цилиндроконической поверхности см. фиг.4 с отверстиями 2 и лепестками 3 в виде выштамповок. Торцы 4 корпуса 1 элемента насадки выполнены скошенными под углом не более 70^o к оси симметрии элемента насадки. В варианте выполнения см. фиг. 7 поверхности лепестков 3 расположены наклонно по отношению к образующей поверхности корпуса 1 элемента насадки. В другом варианте выполнения см.фиг.8 и торцы 4 корпуса 1 и поверхности лепестков 3 выполнены наклонно к образующей поверхности корпуса элемента. Кроме того, скосы торцов 4 могут быть выполнены параллельными см. фиг. 3 или могут быть образованы пересекающимися плоскостями см. фиг. 2, 8.

В процессе монтажа насадки, при свободной засыпке ее элементов в колонну или на поддерживающие решетки (тарелки) за счет торцевых скосов корпуса значительно уменьшается вероятность установки элементов в невыгодном с точки зрения массообмена положении (вертикальном для цилиндрического и полуцилиндрического элементов). Это же касается и элементов насадки цилиндро-конической формы. В маловероятном случае сцепления лепестками элементов насадки полуцилиндрической и цилиндро-конической (седлообразной) формы в процессе их засыпки, наклонное расположение лепестков 3 относительно образующих соответствующих форм корпусов элементов так же значительно снижается вероятность их невыгодного расположения в слое насадки.

Таким образом при фактически тех же трудозатратах на изготовление элементов насадки и ее монтаж значительно повышается эффективность и производительность массообмена.

Формула изобретения

1. Элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн, содержащий корпус в виде цилиндрической или цилиндроконической поверхности с отверстиями и лепестками в виде выштамповок, отличающийся тем, что торцы корпуса элемента насадки выполнены скошенными, а поверхности лепестков расположены наклонно по отношению к образующей поверхности корпуса элемента насадки.

2. Элемент п.1, отличающийся тем, что торцы корпуса и поверхности лепестков выполнены наклонно к образующей поверхности корпуса элемента.

3. Элемент по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что скосы торцов корпуса образованы пересекающимися плоскостями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8