Регулярная сетчатая насадка
Владельцы патента RU 2431522:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет инженерной экологии" (RU)
Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются при процессах абсорбции и ректификации, и может найти применение в технологических процессах нефтяной, газовой, химической и других смежных отраслях промышленности. Регулярная сетчатая насадка, равномерно перекрывающая поперечное сечение аппарата, содержит элементы, выполненные в виде свернутого в рулон гофрированного рукава из сетки, связанной "кулирной гладью", и распределяющие элементы, выполненные в виде кусков гофрированного рукава из сетки, связанной "кулирной гладью", сложенных "гармошкой" поперек образующей этого рукава и соединенных в полосу, плотно сложенную зигзагообразно. При этом элементы из свернутого в рулон гофрированного рукава чередуются по высоте с распределяющими элементами. Изобретение позволяет увеличить поперечное перераспределение жидкости в насадке и повышает эффективность процессов тепло- и массообмена. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются в процессах абсорбции и ректификации, а также в качестве оросителей градирен систем оборотного водоснабжения, и может найти применение практически во всех технологических процессах нефтяной, газовой, химической и других смежных отраслях промышленности.
Известна регулярная сетчатая насадка фирмы "Зульцер" (патент Канады № СА 1095827 (A1), МПК B01D 53/18 от 17.02.1981), которая выполнена из вертикально установленных перфорированных гофрированных сетчатых пластин, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом.
Недостатком известной конструкции является то, что удовлетворительное распределение газовых и жидкостных потоков эта насадка обеспечивает лишь в пределах замкнутых плоских каналов, образованных параллельными стенками соседних гофрированных пластин. При этом поперечное распределение и перемешивание в объеме всей насадки в целом не обеспечивается, что снижает эффективность процессов тепло- и массообмена.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является регулярная сетчатая насадка Панченкова для массообменных аппаратов (патент СССР № SU 827136 (A1), МПК B01D 53/20 от 07.05.1981), которая выполнена в виде свернутого в рулон гофрированного рукава из сетки, связанной способом "кулирная гладь".
Недостатком такой конструкции является то, что удовлетворительное распределение жидкости по сечению эта насадка обеспечивает лишь при диаметре колонны до 0,3 м, что сужает область применения известной насадки, в промышленных колоннах большего диаметра требуется установка специальных распределителей жидкости. К недостаткам известной конструкции следует отнести и то, что там не обеспечивается поперечное перераспределение жидкости в насадке, что снижает эффективность процессов тепло- и массообмена.
Задача изобретения - увеличение поперечного перераспределения жидкости в насадке и, как следствие, повышение эффективности процессов тепло- и массообмена.
Поставленная задача решается тем, что регулярная сетчатая насадка, равномерно перекрывающая поперечное сечение аппарата, содержащая элементы, выполненные в виде свернутого в рулон гофрированного рукава из сетки, связанной "кулирной гладью", согласно изобретению дополнительно снабжена распределяющими элементами, выполненными в виде кусков гофрированного рукава из сетки, связанной "кулирной гладью", сложенных "гармошкой" поперек образующей этого рукава и соединенных в полосу, плотно сложенную зигзагообразно, при этом элементы из свернутого в рулон гофрированного рукава чередуются по высоте с распределяющими элементами.
Распределяющие элементы уложены таким образом, что в соседних по высоте распределяющих элементах зигзагообразные полосы повернуты относительно друг друга вокруг вертикальной оси на угол 15-90°.
На фиг.1 изображен аппарат с уложенными в него элементами сетчатой насадки, на фиг.2 - схема укладки элементов сетчатой насадки, на фиг.3 - элемент, выполненный в виде свернутого в рулон гофрированного рукава из сетки, связанной "кулирной гладью", на фиг.4 - сетка, связанная "кулирной гладью", на фиг.5 - кусок гофрированного рукава из сетки, сложенный "гармошкой" поперек образующей этого рукава, на фиг.6 - полоса из кусков гофрированного рукава, на фиг.7 - распределяющий элемент.
Регулярная сетчатая насадка, равномерно перекрывающая поперечное сечение аппарата 1, содержит элементы 2, выполненные в виде свернутого в рулон гофрированного рукава (спиральные элементы) из сетки 3, связанной "кулирной гладью", и распределяющие элементы 4, выполненные в виде кусков 5 гофрированного рукава из сетки 3, связанной "кулирной гладью", сложенных "гармошкой" поперек образующей этого рукава и соединенных в полосу 6, плотно сложенную зигзагообразно. При этом элементы 2 из свернутого в рулон гофрированного рукава чередуются по высоте с распределяющими элементами 4.
Компоновка насадки выполнена следующим образом: распределяющие элементы 3 уложены таким образом, что в соседних по высоте распределяющих элементах зигзагообразные полосы повернуты относительно друг друга вокруг вертикальной оси на угол 15-90°.
Спиральные элементы имеют равномерно распределенные по сечению аппарата вертикальные "дорожки" 7, образованные взаимно пересекающимися петлями соседних рядов сетки, а распределяющие элементы имеют равномерно распределенные по ширине аппарата горизонтальные "дорожки".
Значение угла поворота соседних распределяющих элементов относительно друг друга менее 15° способствует перераспределению жидкости только в одном направлении, значение угла поворота распределяющих элементов более 90° конструктивно невыполнимо. При значении угла поворота равном 15° происходит постепенное перераспределение жидкости в двух взаимно перпендикулярных направлениях от слоя к слою, а при угле поворота, равном 90°, перераспределение жидкости происходит наиболее интенсивно.
Регулярная сетчатая насадка работает следующим образом. Жидкость подают на верхний распределяющий элемент 4, она растекается по всему сечению аппарата 1 по "дорожкам" 7, образованным взаимно пересекающимися петлями соседних рядов сетки, и стекает на нижележащие слои, контактируя с восходящими по свободным каналам сложной геометрической формы потоками газа. Чередование распределяющих 4 и спиральных 2 элементов насадки при послойном расположении их в колонном аппарате 1 обеспечивает более полное использование всего рабочего объема насадки вследствие увеличения перераспределения жидкости и повышение тем самым эффективности процессов тепло- и массообмена.
Предлагаемая регулярная сетчатая насадка позволяет повысить эффективность процессов тепло- и массообмена в процессах абсорбции, ректификации, охлаждения жидкостей и т.п. и может быть использована при реконструкции и замене известных насадок.
1. Регулярная сетчатая насадка, равномерно перекрывающая поперечное сечение аппарата, содержащая элементы, выполненные в виде свернутого в рулон гофрированного рукава из сетки, связанной "кулирной гладью", отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена распределяющими элементами, выполненными в виде кусков гофрированного рукава из сетки, связанной "кулирной гладью", сложенных "гармошкой" поперек образующей этого рукава и соединенных в полосу, плотно сложенную зигзагообразно, при этом элементы из свернутого в рулон гофрированного рукава чередуются по высоте с распределяющими элементами.
2. Регулярная сетчатая насадка по п.1, отличающаяся тем, что распределяющие элементы уложены таким образом, что в соседних по высоте распределяющих элементах зигзагообразные полосы повернуты относительно друг друга вокруг вертикальной оси на угол 15-90°.
