Элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн

 

Изобретение относится к химической, нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может быть использовано при осуществлении теплообменных процессов, например, ректификации, абсорбции и т.д. в соответствующих аппаратах. Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение интенсивности тепломассообмена и снижение затрат при изготовлении. Решение поставленной задачи осуществлено тем, что элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн, содержащий тонкостенное перфорированное кольцо с отбортовками и с просечными, отогнутыми внутрь кольца изогнутыми лепестками, согласно изобретению, отбортовки выполнены с фигурным, симметричным, например, зубчатым профилем, при этом образованные профилем фигурные элементы обеих отбортовок взаимно смещены на половину шага между смежными фигурными элементами одной из отбортовок. 3 ил.

Изобретение относится к химической, нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может быть использовано при осуществлении тепломассообменных процессов, например, ректификации, абсорбции т.д. в соответствующих аппаратах.

Из уровня техники известны разнообразные формы элементов нерегулярных насадок, например, седловидные, полуцилиндрические, цилиндрические т.п. на поверхности которых выполнены отверстия в виде просечек с отогнутыми вовнутрь корпуса лепестками, имеющими различную форму, например дугообразную (см. обзорную информацию Зарубежные насадочные устройства массообменной аппаратуры. М. Цинтихимнефтемаш, 1982, с. 4 5, рис. 3, 4).

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

За прототип изобретения выбрана насадка по патенту России N 2027504, кл. B 01 J 19/30, 1995, содержащая тонкостенное перфорированное кольцо с отбортовками и с просечными элементами в виде отогнутых внутрь кольца изогнутых по окружности лепестков.

Недостатками прототипа является то, что в слое насадки при работе в области отбортовок образуются застойные зоны, что обусловлено отсутствием в этих отбортовках каких-либо отверстий или фигурных выступов. Это снижает эффективность работы насадки.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение интенсивности тепломассообмена и снижение затрат при изготовлении.

Решение поставленной задачи осуществлено тем, что элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн, содержащий тонкостенное перфорированное кольцо с отбортовками и с просечными, отогнутыми внутрь кольца изогнутыми лепестками, согласно изобретению отбортовки выполнены с фигурным, симметричным, например зубчатым профилем, при этом образованные профилем фигурные элементы обеих отбортовок взаимно смещены на половину шага между смежными фигурными элементами одной из отбортовок.

Наличие отбортовок в виде фигурных элементов, их форма и расположение повышает поверхность контакта и живое сечение, способствуя возрастанию эффективности взаимодействия фаз, увеличивая величину межфазного трения и степень турбулизации, в результате чего предлагаемая насадка может работать при значительно больших нагрузках. Кроме того, смещение фигурных элементов противоположных отбортовок кольца на половину шага, позволяет существенно снизить при изготовлении расход материала за счет экономного раскроя листа заготовки.

На фиг. 1 представлена насадка, вид сверху; на фиг. 2 то же, продольный разрез; на фиг. 3 развертка насадки.

Насадка содержит кольцо 1 с отбортовками 2, контур которых выполнен с фигурным, например зубчатым профилем, образуя фигурные симметричные элементы 3, которые в противоположных отбортовках кольца взаимно смещены на половину шага (t/2) между смежными фигурными элементами одной из отбортовок. Боковая поверхность кольца 1 имеет встречно расположенные треугольные лепестки 4, основания лепестков совмещены в один ряд, между каждыми парами лепестков установлены перемычки 5. Лепестки 4 и перемычки 5 имеют отверстия 6 с одинаковыми или разными диаметрами. Лепестки 4 плавно по радиусу отогнуты внутрь кольца 1, при этом после гиба лепестков по линии их раздела, совпадающей с гипотенузой, имеется зазор 7 с шириной "a". Согнутые лепестки 4 с перемычкой 5 в плане образуют полукольца 8.

Насадка работает следующим образом. После заполнения аппарата насадкой и подаче в него взаимодействующих фаз, жидкая фаза, проходя через насадку, интенсивно разбрызгивается, перераспределяется по диаметру аппарата, взаимодействуя на поверхности элементов насадки с восходящей паровой (газовой) фазой.

Увеличенная за счет фигурных отбортовок, удельная поверхность насадки, оптимальное расположение фигурных элементов отбортовок (прекрытие прямого хода газа вдоль по образующей цилиндрической поверхности кольца)6 способствует более интенсивному тепломассообмену за счет постоянного обновления межфазной поверхности. При изготовлении насадки, смещение фигурных элементов противоположных кромок на половину шага (см. фмг. 3), позволяет за счет экономного ракроя исключить отходы при изготовлении фигурных кромок (которые затем трансформируются в отбортовки).

Насадка из предложенных элементов имеет более высокую эффективность и более широкий интервал работы по нагрузке, а также больший коэффициент заполнения объема аппарата.

Формула изобретения

Элемент нерегулярной насадки для насадочных колонн, содержащий тонкостенное перфорированное кольцо с отбортовками и с просечными отогнутыми внутрь кольца изогнутыми лепестками, отличающийся тем, что отбортовки выполнены с фигурным симметричным, например зубчатым, профилем, при этом образованные профилем фигурные элементы обеих отбортовок взаимно смещены на половину шага между смежными фигурными элементами одной из отбортовок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3