Насадка для тепломассообменных аппаратов

Изобретение относится к устройствам тепломассообменных аппаратов с псевдоожиженным трехфазным слоем и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности при очистке газовых выбросов от вредных газообразных компонентов. Насадка для тепломассообменных аппаратов выполнена в виде тора, изготовленного из цилиндрического элемента, выполненного из синтетических нитей путем его сворачивания с одного или двух концов. Цилиндр выполнен из продольных нитей, скрепленных между собой в шахматном порядке с образованием продольных ячеек, при этом диаметр насадки превышает ее высоту в 1,25-1,33 раза, а отношение высоты ячейки к диаметру насадки составляет 0,25-0,3. При использовании насадки газожидкостной слой равномерно распределяется в рабочем объеме аппарата, что предопределяет устойчивую гидродинамическую обстановку, при этом интенсифицируется процесс массообмена за счет высокоразвитой поверхности и сильной турбулизации газожидкостного слоя. 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам тепломассообменных аппаратов с псевдоожиженным трехфазным слоем. Может быть использована в химической и других отраслях промышленности при очистки газовых выбросов от вредных газообразных компонентов.

Известна регулярная насадка Котляровского, 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 этом оси торов взаимно перпендикулярны, а сами торы выполнены из трикотажного цилиндра путем его сворачивания с одного или двух концов (SU 1291192 A1, 1985, B 01 J 19/32).

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.

Наиболее близким к предлагаемой является объемная насадка, состоящая из торов, каждый из которых выполнен из синтетических мононитей кулирной гладью из двух одинаковых по диаметру трикотажных цилиндров, имеющих общую ось. Торы уложены друг на друга и изготовлены из цилиндрического элемента путем его сворачивания с одного или двух концов (SU 1711964 A1, 1989, B 01 J 19/32).

Данную насадку нецелесообразно использовать в аппаратах с трехфазным псевдоожиженным слоем, так как она имеет достаточно большие размеры и, кроме того, ее форма не обеспечит интенсивной турбулизации газожидкостного слоя. Данная насадка имеет большой диаметр тора по сравнению с диаметром трубы тора, что приводит к образованию отверстия внутри насадочного тела, а это в свою очередь уменьшает поверхность контакта фаз.

Задача изобретения - создание в аппарате устойчивой гидродинамической обстановки развитого псевдоожижения с противоточным движением жидкости и газа.

Поставленная задача достигается тем, что насадка в виде тора изготовлена из цилиндрического элемента, выполненного из синтетических нитей путем его сворачивания с одного или двух концов, согласно изобретению цилиндр выполнен из продольных нитей, скрепленных между собой в шахматном порядке с образованием продольных ячеек, при этом диаметр насадки превышает ее высоту в 1,25-1,33 раза, а отношение высоты ячейки к диаметру насадки составляет 0,25-0,3.

На фиг.1 схематично изображена насадка, на фиг.2 - фрагмент шахматного расположения ячеек сетки, на фиг.3 и 4 - насадка в аксонометрической проекции.

Насадка 1 выполнена из цилиндрического элемента, который может быть свернут с одного конца. Сам цилиндр выполнен из продольных нитей 2, которые скреплены в шахматном порядке с образованием ячеек. Соотношение ;

Пример 1.

На фиг.3 изображена насадка, диаметр который равен 60, высота насадки 45, а высота ячейки 15 мм. Цилиндрический элемент свернут в тор с одной стороны.

Соотношение ; .

Пример 2.

На фиг.4 изображена насадка, диаметр который равен 50, высота насадки 40, а высота ячейки 15 мм. Соотношение ; .

Насадка работает следующим образом.

Насадка засыпается в тепломассообменный аппарат на опорно-распределительную решетку. В начальной стадии работы аппарата насадка находится в неподвижном состоянии. Газ, поступающий снизу аппарата, проходит через каналы, образованные между насадками и внутри насадочных тел, где встречается с жидкостью, поступающей сверху. Каналы имеют сложную форму, так как насадка выполнена из сетчатого материала. Насадка имеет большую поверхность контакта на единицу объема.

С повышением скорости газа наступает режим развитого псевдоожижения, при котором все насадочные тела полностью переходят во взвешенное состояние, они хаотично перемещаются по всему рабочему объему аппарата, создавая при этом устойчивый гидродинамический слой. Происходит интенсивное, беспрерывное обновление поверхности контакта фаз.

При использовании разработанной насадки газожидкостной слой равномерно распределяется в рабочем объеме аппарата из-за формы насадки и ее ячеистой структуры, что предопределяет устойчивую гидродинамическую обстановку. Кроме того, интенсифицируется процесс массообмена за счет высокоразвитой поверхности и сильной турбулизации газожидкостного слоя. Увеличение соотношения приводит к изменению формы насадки, что в свою очередь затрудняет ее использование в аппаратах с трехфазным псевдоожиженным слоем орошаемой насадки, а уменьшение - к уменьшению массообменной способности.

Увеличение соотношения приводит к уплотнению структуры насадки и увеличению гидравлического сопротивления, а уменьшение этого соотношения приводит к уменьшению поверхности контакта фаз и к снижению массообменной способности.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет создать в аппарате устойчивую гидродинамическую обстановку развитого псевдоожижения с противоточным движением жидкости и газа.

Насадка для тепломассообменных аппаратов в виде тора, изготовленного из цилиндрического элемента, выполненного из синтетических нитей путем его сворачивания с одного или двух концов, отличающаяся тем, что цилиндр выполнен из продольных нитей, скрепленных между собой в шахматном порядке с образованием продольных ячеек, при этом диаметр насадки превышает ее высоту в 1,25-1,33 раза, а отношение высоты ячейки к диаметру насадки составляет 0,25-0,3.