Насадка для массо- и теплообменных аппаратов

 

Насадка используется в массо- и теплообменных колонных аппаратах, применяемых в производстве минеральных удобрений, химической, нефтехимической, газовой и смежных отраслях промышленности. Конструкция элемента насадки представляет собой пустотелый цилиндр с турбулизирующими элементами на его внешней поверхности, выполненными в виде боковых прямоугольных ответвлений с отверстиями квадратной формы и вырезами в цилиндре с отогнутыми внутрь него прямоугольными элементами перпендикулярно к боковым прямоугольным ответвлениям. Предлагаемая насадка обеспечивает за счет увеличения и развития контактной поверхности, объемного роста плотности при неравномерной укладке и взаимопроникновения элементов и перемен (поворотов) поверхности возможность повысить эффективность процессов тепло- и масообмена. 2 ил.

Изобретение относится к насадкам для массо- и теплообменных колонных аппаратов, применяемых в производстве минеральных удобрений, химической, нефтехимической, газовой и смежных отраслях промышленности.

Известна насадка для тепло-и массообменных аппаратов а.с. 691171 B 01 J 19/30, элементы которой выполнены в виде пустотелого цилиндра с турбулизирующими элементами в виде боковых ответвлений (лопастей), расположенных на внешней поверхности, и дополнительных внутренних элементов. Эта насадка не обеспечивает хороший тепло- и массообмен, несмотря на сложную конструкцию, и слой такой насадки создает высокое гидравлическое сопротивление потоку газов. Технология изготовления такой насадки сложна и не оправдывает повышением эффективности относительно высокие трудозатраты на ее изготовление.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является насадка для массообменных аппаратов а.с. 899105, В 01 J 19/30, элемент которой представляет собой пустотелый цилиндр с отогнутыми внутрь язычками (фрагментами) сложной формы. Такие элементы сложны в изготовлении, в них стекающие потоки орошающей жидкости совершают недостаточно частые и существенные повороты и изменения направления движения, поэтому турбулизация недостаточна для обеспечения такой эффективности массо- и теплообмена, которая бы оправдывала большие трудозатраты при изготовлении такой насадки. Слой, состоящий из таких элементов, обладает очень большим гидравлическим сопротивлением, что существенно увеличивает энергозатраты при проведении процессов тепло- и массообмена.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления, снижение гидравлического сопротивления слоя и повышения эффективности массо- и теплообмена за счет увеличения поверхности элемента насадки при образовании каналов переменного сечения и изменения вида свободного объема насадки.

На фиг. 1 изображен элемент насадки, основной вид; на фиг. 2 - вид сверху, фиг. 1.

Насадка представляет из себя пустотелый цилиндр с турбулизирующими элементами на его внешней поверхности, выполненными в виде боковых прямоугольных ответвлений с отверстиями квадратной формы и вырезами в цилиндре с отогнутыми внутрь него до середины прямоугольными элементами перпендикулярно к боковым прямоугольным ответвлениям.

Исходя из особенностей конструкции, насадка работает следующим образом.

При засыпке элементов насадки в массообменную колонну навалом происходит лишь частичное западание отдельных элементов насадки друг в друга, что приводит к уменьшению объема насадочных тел и их уплотнению. Это способствует турбулизации потоков и повышению эффективности массообмена.

Выполнение элементов насадки в соответствие с предлагаемой конструкцией позволит обеспечить, с одной стороны, относительно низкое удельное гидравлическое сопротивление слоя насадки движению потока газов, двигающихся, как правило, снизу вверх массообменного аппарата, а с другой стороны, обеспечить достаточно хороший контакт (турбулизацию и смешение) с жидкостью, стекающей, как правило, сверху вниз этого аппарата. Такая насадка может быть также успешно использована в качестве нижнего поддерживающего слоя и на нее можно нагружать сверху насадку с более мелкими элементами, например кольца Пааля.

При подаче на насадку сверху орошением жидкой фазы, последняя оседает на ее верхних поверхностях, затем в виде пленки стекает по элементам, делает повороты внутрь объема цилиндров. Далее жидкая фаза стекает на нижележащие слои насадки, повторяя движение по ним описанным выше образом. При этом снизу подается парогазовая фаза, которая обтекает поверхность элементов насадки, и в пленочном режиме реализует тепло- и массообмен с жидкой фазой.

Таким образом, предлагаемая конструкция насадки обеспечивает за счет увеличения и развития контактной поверхности, объемного роста плотности при неравномерной укладке и взаимопроникновения элементов и перемен (поворотов) поверхности возможность повысить эффективность процессов тепло- и массообмена. При этом насадка имеет низкое гидравлическое сопротивление и относительно простую технологию приготовления.

Формула изобретения

Насадка для массо- и теплообменных аппаратов, включающая пустотелый цилиндр с турбулизирующими элементами, расположенными на внешней поверхности, отличающаяся тем, что увеличивается поверхность элементов насадки путем создания боковых ответвлений с квадратными вырезами и внутренних вырезов в цилиндре с поворотом прямоугольных вырезанных фрагментов до середины перпендикулярно к боковым прямоугольным ответвлениям.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2