Структурированный насадочный модуль для массообменной колонны и способ его использования



Структурированный насадочный модуль для массообменной колонны и способ его использования
Структурированный насадочный модуль для массообменной колонны и способ его использования
Структурированный насадочный модуль для массообменной колонны и способ его использования
Структурированный насадочный модуль для массообменной колонны и способ его использования

 


Владельцы патента RU 2500468:

КОХ-ГЛИЧ, ЛП (US)

Предложен структурированный насадочный модуль с поперечным расположением гофров для использования в колоннах массопереноса или теплообмена, который имеет конкретное предназначение в жестких условиях эксплуатации, в которых проблемой являются загрязнение, образование нагара и эрозия. Структурированный насадочный модуль содержит множество вертикальных, продолжающихся параллельно, гофрированных пластин. Используются дистанционные проставки для удержания гофров смежных пластин на расстоянии друг от друга для уменьшения возможности накопления твердых частиц на поверхности пластин. Пластины также не содержат отверстий или обработанной поверхности, которые могли бы увеличить возможность накопления твердых частиц на пластинах. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится в общем к аппарату и способу для облегчения контакта пар-жидкость или жидкость-жидкость в колоннах, в которых осуществляется процесс массо- или теплообмена. Более точно, настоящее изобретение относится к структурированным насадочным модулям для использования в массо- или теплообменных колоннах и способу использования таких модулей применительно к жестким условиям, в которых имеют место засорение, образование нагара и эрозия.

Множество видов неупорядоченных и структурированных насадочных элементов были усовершенствованны для использования в колоннах массопереноса или теплообмена для улучшения контакта между текучими средами, протекающими в колонне. Насадочные элементы, в основном, улучшают массоперенос и теплообмен за счет обеспечения поверхностей, по которым текучие среды распространяются для увеличения площади контакта между нисходящими и восходящими потоками текучих сред.

Насадочные элементы часто используются в жестких эксплуатационных условиях, в которых проблемой являются засорение, образование нагара и эрозия насадочных элементов. Оптимально, насадочные элементы, используемые в таких жестких эксплуатационных условиях, должны иметь соответствующую конструкционную прочность, чтобы выдерживать эрозию и резкие сбои в работе колонны, такие как выбросы пара. Насадочные элементы должны также обеспечивать такую структурную геометрию, которая позволяет достигать требуемой эффективности разделения. В тоже время насадочные элементы должны представлять собой достаточно открытую область или же быть выполненными так, чтобы избежать засорения и возникновения нагара благодаря накоплению твердых частиц на поверхности насадочных элементов. Множество разновидностей известных насадок обладают необходимой прочностью и характеристиками эффективности, но склонны к засорению и возникновению нагара в таких жестких эксплуатационных условиях. Аналогично другие типы известных насадок устойчивы к засорению и возникновению нагара, но не обеспечивают требуемую прочность или эффективность разделения. Таким образом существует необходимость развития структурированных насадочных модулей, которые обеспечивают требуемую конструкционную прочность и эффективность разделения, при этом одновременно устойчивы к засорению и возникновению нагара.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления изобретение предусматривает структурированный насадочный модуль, содержащий множество вертикальных проходящих параллельно гофрированных пластин, расположенных с гофрами смежных пластин и проходящими крест-накрест. Используются дистанционные проставки для удержания пластин на определенном расстоянии друг от друга относительно гофров смежных пластин вдоль их всей длины так, чтобы один гофр не контактировал с другим. Пространство между гофрами смежных пластин полностью открыто для потока текучей среды, обычно восходящего пара, и поверхности пластин, таким образом, обеспечивают свободную поверхность течения для текучей среды, обычно нисходящей жидкости. Таким образом пластины устойчивы к засорению и возникновению нагара и также обладают способностью обеспечивать требуемую прочность и эффективность разделения.

В других вариантах осуществления изобретение предусматривает колонну, содержащую структурированный насадочный модуль, и способ, в котором структурированный насадочный модуль используется для улучшения массопереноса и/или теплообмена между потоками текучей среды, проходящими через колонну. В способе поток текучей среды, по существу является однородным вдоль путей для потока, образованных гофрами пластин благодаря присутствию зон низкой текучести, которые вероятно обусловлены гофрами смежных пластин, находящихся в контакте друг с другом, или другими конструкционными элементами. Способ не подвержен засорению и возникновению нагара благодаря отсутствию таких типов зон низкой текучести. Способ может, таким образом, быть осуществлен в жестких эксплуатационных условиях, в которых обычно засорение, возникновение нагара и эрозия пластин были бы проблемой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой частичный вид колонны с кожухом колонны, с сечением по вертикали для изображения структурированных насадочных модулей согласно настоящему изобретению, расположенных внутри колонны;

Фиг.2 представляет собой вид колонны сверху по линии 2-2 фиг.1 в направлении стрелок;

Фиг.3 представляет собой вид сбоку одной из структурированных насадочных модулей; и

Фиг.4 представляет собой частичный вид сверху, изображающий два варианта осуществления гофрированных пластин, которые могут быть использованы в структурированных насадочных модулях.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обращаясь теперь более подробно к чертежам и сначала к фиг.1, колонна, подходящая для использования в процессах массопереноса и теплообмена, обозначена ссылочной позицией 10. Колонна 10 содержит вертикальные внешние кожухи 12, которые в общем имеют цилиндрическую конфигурацию, хотя возможны и другие конфигурации, включая многоугольную, и которые находятся в пределах объема настоящего изобретения. Кожух 12 имеет любой соответствующий диаметр и высоту, и выполнен из одного или более твердого материала, который желательно инертен или, другими словами, совместим с текучими средами и условиями, имеющими место при эксплуатации колонны 10.

Колонна 10 представляет собой тип колонн, используемый для переработки потоков текучих сред, обычно потоков жидкости или пара, для получения продуктов разделения и/или другими словами осуществления массопереноса или теплообмена между потоками текучей среды. Например, колонна 10 может быть колонной, в которой осуществляется атмосферная перегонка сырой нефти, вакуумная дистилляция сырой нефти и мазута, каталитический крекинг в кипящем слое, термический крекинг, коксование, висбрекинг, очистка кокса, реакторная очистка побочного газа, охлаждение газом, деодорирование пищевых масел, очистка собранной с поверхности нефти, и другие процессы, происходящие в жестких эксплуатационных условиях.

Кожух 12 колонны 10 образует открытую внутреннюю область 14, в которой происходят требуемые процессы массопереноса и/или теплообмена между потоками текучей среды. Обычно потоки текучей среды содержат один или более восходящих потоков пара и один или более нисходящих потоков жидкости. Альтернативно потоки текучей среды могут содержать восходящий и нисходящий потоки жидкости или восходящий поток газа и нисходящий поток жидкости.

Потоки текучей среды направлены в колонну 10 через любое количество подающих линий (не изображены), расположенных соответствующим образом по высоте колонны 10. Один или более потоков пара могут также быть образованы в пределах колонны 10, а не введены в колонну 10 через подающие трубопроводы. Колонна 10 также обычно будет содержать верхнюю линию (не изображена) для удаления парообразных продуктов или побочных продуктов и нижнюю отводную линию потока (не изображена) для удаления жидкого продукта или побочного продукта из колонны 10. Другие компоненты колонны, которые обычно присутствуют, такие как линия возврата флегмы, ребойлеры, охладители, испарители, рассекатели жидкости, и т.д., не изображены на чертежах, т.к. они известны и изображение этих компонентов не является необходимым для понимания настоящего изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением один или более слоев 15a-d структурированных насадочных модулей 16 расположены в пределах открытой внутренней области 14 колонны 10. Обращаясь дополнительно к фиг.2-4, каждый структурированный насадочный модуль 16 содержит множество вертикальных, параллельно продолжающихся гофрированных пластин 18, выполненных из соответствующего твердого материала, например какого-либо металла, пластика, или керамики, имеющих достаточную прочность и толщину, чтобы противостоять эрозии и другим условиям, которым они подвергаются внутри колонны 10.

Как можно видеть на фиг.4, гофры проходят вдоль всей поверхности пластин 18 и, в общем, имеют треугольную или синусоидальную формы в поперечном сечении. Гофры смежных пластин 18 каждого структурированного насадочного модуля 16 проходят крест-накрест или поперек. Угол наклона гофров относительно вертикальной оси колонны 10 может быть выбран в соответствии с требованиями специфического применения. Например, могут быть использованы углы наклона в 30, 45 или 60 градусов, или также другие углы.

Если гофры смежных пластин 18 в каждом структурированном насадочном модуле 16 имеют возможность контактировать друг с другом, точки контакта обеспечивали бы области низкой текучести, где наиболее предпочтительно накапливаются твердые частицы, приводя к образованию загрязнения и нагара. Таким образом гофры смежных пластин 18 в каждом структурированном насадочном модуле 16 отстоят друг от друга по всей их длине с помощью дистанционных проставок 20, которые крепятся к пластинам 18. Дистанционные проставки 20 выполнены для того, чтобы удерживать расстояние между смежными пластинами 18 по всей их длине и ширине для обеспечения беспрепятственного пути потока для текучей среды, обычно жидкости, нисходящей вдоль всех поверхностей пластин и текучей среды, обычно пара, восходящей в открытом пространстве между пластинами 18. Гофры смежных пластин 18 образуют наклонные каналы потока для восходящего пара. Благодаря тому, что смежные пластины 18 не контактируют друг с другом или другими элементами, поток жидкости и пара вдоль пластин 18 в общем однороден без присутствия областей низкой текучести, которые могли бы приводить к накапливанию твердых частиц на пластинах 18 и в результате к засорению и накоплению нагара на пластинах 18.

Дистанционные проставки 20 могут быть различной соответствующей формы. В изображенном варианте осуществления дистанционные проставки 20 представляют собой ряд ровных стержней 22, которые проходят вдоль верхней и нижней кромок структурированных насадочных модулей 16 в общем перпендикулярно к пластинам 18. Стержни 22 могут проходить через или быть утоплены в отверстия 24, образованные на кромках пластин 18 так, чтобы они не препятствовали контакту между верхними кромками пластин 18 одного структурированного насадочного модуля 16 и нижними кромками пластин 18, находящегося выше другого структурированного насадочного модуля 18. Стержни 22 могут иметь круглое, треугольное, квадратное или другое требуемое поперечное сечение. Отверстия 24, вмещающие стержни 22, могут быть выполнены как в виде выемок, так и в виде полных отверстий и аналогично могут иметь круглую, треугольную, квадратную или другую требуемую форму. Функция дистанционных проставок 20 состоит в удержании вместе пластин 18 в каждом структурированном насадочном модуле 16 и удержании смежных пластин 18 на требуемом расстоянии между гофрами. Необходимо понимать, что для осуществления этих функций могут быть использованы другие типы дистанционных проставок 20 и стержней 22. Это подразумевается и входит в объем настоящего изобретения. Желательно, однако, чтобы дистанционные проставки 20 были выполнены и прикреплены к пластинам 18 таким образом, чтобы уменьшить возможность накопления твердых частиц на дистанционных проставках 20 или в точках их прикрепления к пластинам 18.

Угол Φ сгиба (гофра) (фиг.4) и высота h2 (фиг.4) или амплитуда гофрировки в каждой пластине 18, так же как и интервал между смежными пластинами 18 в каждом структурированном насадочном модуле 16, может меняться для определенных применений. Когда высота гофра гофрировки увеличивается, количество пластин 18, которые могут быть расположены по поперечному сечению колонны 10, уменьшается. Аналогично, когда интервал между пластинами 18 увеличивается, количество пластин 18, которые могут быть расположены поперек области поперечного сечения колонны 10, уменьшается. В общем, когда количество или поверхностная область пластин 18 увеличивается, эффективность процессов массопереноса или теплообмена также увеличивается. Одновременно, однако, падение напора между верхним и нижним концами структурированных насадочных модулей 16 увеличивается, и мощность потока текучей среды структурированных насадочных модулей 16 уменьшается.

Вероятность того, что твердые частицы будут накапливаться на поверхностях пластин 18 также увеличивается, когда уменьшается радиус изгиба вершин гофрировки. Таким образом в жестких условиях эксплуатации, где имеют место засорение и образование нагара, в общем, желательно уменьшить радиус изгиба пластин 18 для уменьшения возможности накопления твердых частиц на пластинах 18, при этом выбирая угол сгиба и высоту гофрировки и расстояние между смежными пластинами так, чтобы обеспечить требуемое падение напора и мощность потока текучей среды для структурированного насадочного модуля 16.

Каждый слой 15a-d структурированных насадочных модулей 16 может состоять из единого структурированного насадочного модуля 16, который проходит полностью по всему поперечному сечению колонны 10 и удерживается на опорном кольце (не изображено), прикрепленном к кожуху 12 колонны, нижележащему насадочному модулю 16, или другой соответствующей поддерживающей конструкции. Альтернативно, множество отдельных структурированных насадочных модулей 16 в виде брикетов могут быть собраны для образования одного или более слоев 15a-d. Каждый структурированный насадочный модуль 16 обычно уложен непосредственно на смежный нижележащий структурированный насадочный модуль 16 и обычно повернут так, чтобы гофрированные пластины 18 в одном слое располагались в вертикальных плоскостях, которые наклонены относительно вертикальных плоскостей, образованных гофрированными пластинами 18 смежного слоя. Этот угол поворота обычно составляет от 45 до 90 градусов, но, если требуется, может иметь другое значение.

Все поверхности пластин 18 в общем ровные и не имеют поверхностную текстуру и отверстия (иные отверстия, чем отверстия 24, используемые для удержания стержней 22 на пластинах 18), которые могут позволить твердым частицам накапливаться на пластинах 18. Распыляющие насадки (не изображены) могут быть расположены над и/или под модулями 16 для направления распыляемой жидкости на поверхности пластин 18 для удаления или предотвращения накопления твердых частиц на пластинах 18. Для того чтобы позволить распыляемой жидкости достичь всей поверхности пластин 18, модули 16 могут быть выполнены с вертикальной высотой примерно 2 и 7/8 дюйма. В других применениях структурированные насадочные модули 16 могут иметь высоту до или более примерно 6 дюймов. В применениях, когда твердые частицы в потоке подаваемой текучей среды могли бы привести к засорению распылительных насадок или известных проточных распределителей текучей среды, которые подают текучую среду на модули 16, может быть использован переливной проточный распределитель жидкости.

На практике один или более структурированный насадочный модуль 16 расположен в открытой внутренней области 14 в колонне 10 для использования для улучшения массопереноса и/или теплообмена между потоками текучей среды, текущими в противотоке в колонне 10. Как только потоки текучей среды соударяются с пластинами 18 в одном или более структурированном насадочном модуле 16, поток текучей среды орошает поверхность пластин 18 для увеличения области контакта и, таким образом, массопереноса и/или теплообмена между потоками текучей среды. Так как гофры смежных пластин 18 расположены на расстоянии друг от друга, поток текучей среды, обычно поток жидкости, имеет возможность нисходить вдоль наклонной поверхности гофров в общем равномерно без задержки зонами низкой текучести, которые обычно появляются, когда гофры находятся в контакте друг с другом или другими структурными элементами по их длине. Другой поток текучей среды, обычно поток пара, также имеет возможность восходить в открытом пространстве между пластинами 18 по существу равномерно без задержки в областях низкой текучести, которые могли бы появиться, если гофры находились бы в контакте друг с другом или другими структурными элементами по их длине. Таким образом, структурированные насадочные модули 16 обеспечивают требуемую конструкционную прочность и эффективность разделения, причем будучи устойчивыми к засорению и образованию нагара.

Учитывая вышеизложенное, можно видеть, что данное изобретение является одним из полностью приспособленных для достижения всех аспектов и задач, изложенных выше вместе с другими преимуществами, которые присущи данной конструкции.

Должно быть понятно, что могут быть использованы конкретные признаки и подкомбинации, и могут быть реализованы без ссылки на другие признаки и подкомбинации. Это подразумевается и входит в объем данного изобретения.

Так как может быть выполнено множество вариантов осуществления изобретения без отступления от его объема, необходимо понимать, что весь изложенный здесь материал или изображенный на приложенных чертежах может быть рассмотрен как иллюстративный, а не ограничивающий.

1. Структурированный насадочный модуль, содержащий:
множество вертикальных, проходящих параллельно пластин, имеющих гофры, причем пластины расположены таким образом, что гофры смежных пластин проходят крест-накрест; и
дистанционные проставки, которые удерживают пластины на расстоянии относительно гофров смежных пластин друг от друга по существу вдоль всей длины гофров так, чтобы образовать в основном свободный путь потока для текучих сред вдоль поверхности пластин и в открытом пространстве между пластинами.

2. Структурированный насадочный модуль по п.1, в котором гофры проходят вдоль всей поверхности каждой пластины.

3. Структурированный насадочный модуль по п.1, в котором поверхности пластин являются гладкими и в общем не имеет текстуры.

4. Структурированный насадочный модуль по п.1, в котором дистанционные проставки содержат стержни, проходящие через пластины.

5. Структурированный насадочный модуль по п.4, в котором пластины имеют верхнюю и нижнюю кромки, и вышеупомянутые стержни проходят через вышеупомянутые верхнюю и нижнюю кромки.

6. Структурированный насадочный модуль по п.5, в котором вышеупомянутые пластины имеют отверстия на вышеупомянутых верхней и нижней кромках, и вышеупомянутые стержни проходят через вышеупомянутые отверстия.

7. Структурированный насадочный модуль по п.6, в котором вышеупомянутая поверхность пластин не содержит отверстий кроме, как на вышеупомянутых верхней и нижней кромках.

8. Структурированный насадочный модуль по п.7, в котором вышеупомянутые стержни являются гладкими и имеют круглое поперечное сечение.

9. Структурированный насадочный модуль по п.7, в котором вышеупомянутые стержни приварены к вышеупомянутым пластинам.

10. Колонна для массопереноса или теплообмена, содержащая:
кожух, образующий открытую внутреннюю область; и
структурированный насадочный модуль, расположенный в вышеупомянутой открытой внутренней области, причем вышеупомянутый структурированный насадочный модуль содержит:
множество вертикальных, проходящих параллельно пластин, имеющих гофры, причем пластины расположены таким образом, что гофры смежных пластин проходят крест-накрест; и
дистанционные проставки, которые удерживают пластины на расстоянии относительно гофров смежных пластин друг от друга по существу вдоль всей длины гофров так, чтобы образовать в общем свободный путь потока для текучих сред вдоль поверхности пластин и в открытом пространстве между пластинами.

11. Колонна по п.10, в которой поверхности пластин ровные и в основном не имеют текстуры.

12. Колонна по п.10, в которой дистанционные проставки содержат стержни, проходящие через пластины.

13. Колонна по п.12, в которой пластины имеют верхнюю и нижнюю кромки, и вышеупомянутые стержни проходят через вышеупомянутые верхнюю и нижнюю кромки.

14. Колонна по п.13, в которой вышеупомянутые пластины имеют отверстия на вышеупомянутых верхней и нижней кромках, и вышеупомянутые стержни проходят через вышеупомянутые отверстия.

15. Колонна по п.14, в которой вышеупомянутая поверхность пластин не содержит отверстий, кроме как на вышеупомянутых верхней и нижней кромках.

16. Колонна по п.15, в которой вышеупомянутые стержни являются гладкими и имеют круглое поперечное сечение.

17. Колонна по п.15, в которой вышеупомянутые стержни приварены к вышеупомянутым пластинам.

18. Способ для обеспечения массопереноса и/или теплообмена между потоками текучей среды, протекающими в колонне массопереноса, содержащей структурированные насадочные модули, расположенные в открытой внутренней области, образующей кожух колонны, причем вышеупомянутый структурированный насадочный модуль содержит множество вертикальных, проходящих параллельно пластин, имеющих гофры, причем пластины расположены таким образом, что гофры смежных пластин проходят крест-накрест и расположены на расстоянии вдоль всей их длины, при этом способ предусматривает этап, на котором пропускают вышеупомянутые потоки текучей среды через вышеупомянутые структурированные насадочные модули по путям для потока, образованными вышеупомянутыми гофрами для осуществления вышеупомянутого массопереноса и/или теплообмена на поверхностях вышеупомянутых пластин.

19. Способ по п.18, включающий этап, на котором осуществляют по существу равномерное течение вышеупомянутых потоков текучей среды вдоль вышеупомянутых путей для потока.

20. Способ по п.19, в котором этап пропускания потоков текучей среды через структурированные насадочные модули включает пропускание нисходящего потока жидкости и восходящего потока пара через структурированные насадочные модули.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок и может найти применение в технологических процессах нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных процессов в системах газ (пар) - жидкость, в частности к абсорбционным и ректификационным колоннам, и может быть использовано в газовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к структурированной насадке для реактора. .

Изобретение относится к конструкциям насадочных аппаратов, применяемых для проведения массообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость, таких как процесс ректификации, абсорбции, десорбции, очистки и осушки природного газа, а также изобретение может найти применение в технологических процессах химической, нефтяной, газовой и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к способу изготовления регулярной насадки для аппаратов, предназначенных для проведения массообменных процессов в системах газ (пар) - жидкость, в частности для абсорбционных и ректификационных колонн.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения ненасыщенных карбоксилатов взаимодействием алкенов, содержащих от 2 до 6 атомов углерода, с алканкарбоновыми кислотами, содержащими от 1 до 6 атомов углерода, в присутствии кислородсодержащего газа и гетерогенного катализатора на основе благородного металла путем проведения непрерывного процесса в гомогенной газовой фазе в реакторе, при этом газообразную фазу направляют в рецикл (рецикловый газ) и перед входом в реактор насыщают алканкарбоновой кислотой в предназначенном для этого сатураторе, где перед сатуратором для насыщения алканкарбоновой кислотой (основным сатуратором) предусматривают предварительный сатуратор, в котором рецикловый газ насыщают частью от всего количества используемой для насыщения алканкарбоновой кислоты, после чего рецикловый газ направляют в основной сатуратор и насыщают в нем остальным количеством алканкарбоновой кислоты. Изобретение также относится к устройству для осуществления вышеуказанного способа. Использование предварительного сатуратора для насыщения уксусной кислотой позволило увеличить интервал времени между остановками производственного процесса для очистки установки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, предназначенных для проведения тепломассообменных процессов, и может найти применение в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа, для разделения фаз, а также в химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Регулярная насадка по первому варианту состоит из пакета гофрированных листов, выполненных из сплошного или перфорированного листового материала, чередующихся с гофрированными листами из сплошного или перфорированного листового материала с отверстиями. Отверстия выполнены в выступающих частях гофр, обращенных к обоим соседним гофрированным листам. Расстояние между отверстиями равно шагу гофр, при этом выступающие части гофр установлены в отверстия соседнего листа с образованием зазоров между кромкой отверстий и этой частью гофр. Регулярная насадка по второму варианту состоит из пакета гофрированных листов, чередующихся с гофрированными листами прямоугольного или трапециевидного профиля из сплошного или перфорированного листового материала с отверстиями, по форме соответствующими профилю соседнего гофрированного листа. Торцевая часть гофр между отверстиями имеет прорезь. Изобретение обеспечивает повышение эффективности массообменных процессов между газом и жидкостью во всем объеме регулярной насадки при снижении гидравлического сопротивления. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, применяемых для проведения тепло- и массообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость, таких как процесс ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа, а также насадка может найти применение в технологических процессах химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Насадка состоит из собранных в пакеты горизонтальных элементов, сформованных из керамики или пластика. Элементы насадки обладают криволинейной поверхностью, состоящей из регулярно расположенных конических выпуклостей и впадин, причем на вершине выпуклости и дне впадины имеются круглые сквозные отверстия. Выпуклости и впадины располагаются в шахматном порядке так, что одна выпуклость окружена четырьмя впадинами. Стенки конических выпуклостей и впадин изготавливаются многогранными (8 граней) или гладкими. Горизонтальные элементы укладываются друг на друга, соединяясь между собой так, чтобы отверстия на вершинах выпуклостей соседних элементов накладывались друг на друга, при этом образуются вертикальные каналы с переменным сечением для прохождения газа и жидкости. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности работы насадки и интенсивности процессов тепло- и массообмена. 3 ил.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, применяемых для проведения тепло- и массообменных процессов в системе газ(пар) - жидкость, таких как процесс ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа, а также насадка может найти применение в технологических процессах химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Насадка состоит из вертикальных параллельных листов, которые с обеих сторон покрыты синтетическим (полимерным) ворсом, длина ворсинок составляет 0,007-0,01 м, расстояние между соседними ворсинками на листе 0,002-0,003 м, диаметр ворсинок 0,001-0,002 м, расстояние между поверхностями листов до 0,02-0,03 м, при этом жидкость на поверхность листов подается сверху периодически так, чтобы на поверхности листа образовались волны. Расстояние между ворсинками на поверхности листа не менее 0,002 м для того, чтобы не происходило слипания ворсинок. Очередная волна смачивает ворсинки, при этом ворсинки покрываются пленкой жидкости, и образуется развитая поверхность контакта между газом и жидкостью. Затем приходит новая волна, которая уносит старую пленку и, в то же время, образует новую пленку на ворсинках. Данная конструкция насадки позволяет обеспечить развитую поверхность контакта фаз и высокую интенсивность массообмена. 3 ил.

Изобретение относится к массообменным устройствам для адсорбционных, десорбционных и ректификационных колонн. Каскадная тарелка содержит горизонтальные ленты, образующие уклон от стены колонны, расположенные в виде лестницы от стены колонны к противоположной стене с образованием щели между вышележащей и нижележащей лентами, причем ленты имеют сеточную ленту со стороны, выступающей из-под вышележащей ленты, и бордюр на противоположной стороне ленты. Плоскости бордюра и сеточной ленты параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости ленты. Изобретение обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления, повышение скорости массообмена между газом и жидкостью, снижение брызгоуноса и возможность работы тарелки в широком диапазоне скоростей. 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки газа, а также в качестве смесителей жидких и газовых потоков. Регулярная насадка содержит свободно установленные на горизонтальном валу плоские параллельно расположенные диски, причем соседние диски снабжены закрепленными между ними двумя лопастями, выполненными в виде поверхности горизонтальных полуцилиндров, обращенных своей выпуклой частью в противоположные стороны и образующими элемент насадки. Наружные продольные кромки каждой лопасти сопряжены с дисками по их окружности, а внутренние продольные кромки каждой лопасти расположены с эксцентриситетом по отношению к центру дисков, равным 0,1÷0,15 радиуса диска, при этом кромки лопастей расположены на одной оси симметрии дисков. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процессов тепло- и массообмена, упрощение конструкции аппарата и снижение энергозатрат. 7 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к устройству, предназначенному для отделения газовой (паровой) фазы от захваченных капель жидкости в колонных массообменных газожидкостных аппаратах. Каплеотделитель для массообменных колонн включает кольца, собранные в цепи. Кольца имеют разный диаметр, при этом кольца собраны в цепи разной длины, которые подвешены вертикально к решетке, причем длинные цепи касаются нижним концом верхнего распределительного устройства жидкости. Устройство позволяет снизить каплеунос (или унос жидкости) из аппарата потоком газа (пара) и не создает большого гидравлического сопротивления. 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, которые могут быть применены в химической, нефтехимической, пищевой, криогенной, в градирнях оборотного водоснабжения и других отраслях промышленности. Регулярная насадка состоит из блоков, выполненных из вертикально установленных гофрированных пластин, имеющих гофры с просечками, образованными за счет смещения соседних рядов гофр относительно друг друга, при этом пластины установлены с зазором относительно друг друга в ряду одного блока и с зазором в соседних по высоте блоках на величину, соизмеримую с высотой гофр. Высота гофр составляет от 0,2 до 0,5 от величины эквивалентного диаметра канала dэ, а величина зазора между соседними гофрированными пластинами в ряду одного блока составляет от 0,6 до 0,8 от величины эквивалентного диаметра канала dэ, где dэ=4 ε/a, ε - порозность насадки, м3/м3, а - удельная поверхность насадки, м2/м3. Изобретение обеспечивает полное смачивание поверхности регулярной насадки, интенсивную турбулизацию жидкой фазы, высокую интенсивность тепло- и массообмена и уменьшение габаритов аппарата. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способам очистки текучих сред и может быть использовано в абсорбционной или десорбционной колонне. Устройство для очистки текучих сред включает в себя массообменный аппарат, который содержит легколетучую текучую среду и труднолетучую текучую среду. Массообменный аппарат содержит структурированную набивку, при этом структурированная набивка содержит первый слой (10) набивки и второй слой (100) набивки. Первый слой (10) набивки находится в контакте со вторым слоем (100) набивки, соприкасаясь через дистанционирующие элементы (24, 34, 44, 134, 144). Дистанционирующие элементы (24, 34, 44, 134, 144) являются составной частью первого или второго слоя (10, 100) набивки и выполнены в виде перемычек. Дистанционирующие элементы (24, 34, 44, 134, 144) находятся на вершинах (33, 43, 133, 143), ограничивающих открытые каналы (12, 14, 16, 112, 114, 116). Первый слой (10) набивки и второй слой (100) набивки имеют волнообразный профиль, причем этот волнообразный профиль образует открытые каналы (12, 14, 16, 112, 114, 116). Способ очистки текучих сред в массообменном аппарате включает подачу труднолетучей текучей среды в массообменный аппарат и распределение ее по общей поверхности. Кроме того, способ включает подачу легколетучей текучей среды в аппарат в область входа текучей среды и распределение ее в области входа газа по общей поверхности. Легколетучая текучая среда течет в противотоке к жидкости. Далее осуществляют сбор легколетучей текучей среды, которая выходит из набивки, в области выхода текучей среды. Открытые каналы первого слоя набивки перекрещиваются с каналами второго слоя набивки. Легколетучая текучая среда течет по этим каналам от области входа текучей среды в направлении области выхода текучей среды. Труднолетучая текучая среда охватывает текущую по каналам легколетучую среду и течет по стенкам каналов. Таким образом осуществляется массообмен между легколетучей текучей средой и труднолетучей средой через образованную каналами поверхность массообмена. Техническим результатом изобретения является значительное уменьшение количества мест контакта, что обеспечивает уменьшение падения напора, а также повышение разделительной способности структурированной набивки. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к конструкциям массообменных аппаратов для системы жидкость - твердое тело и может быть использовано в пищевой, химической, химико-фармацевтической и других отраслях промышленности, где применяются процессы экстрагирования. Насадка представляет собой шток с жестко закрепленными на нем тарелками, перфорированными отверстиями цилиндрической или конической формы. По периферии каждой тарелки жестко закреплена расположенная по обе его стороны отбортовка, при этом зазор между стенкой и краем тарелки составляет не более 2 мм. Технический результат изобретения заключается в расширении диапазона устойчивой работы и повышении эффективности осуществляемых процессов в вибрационном аппарате. 1 ил.
Наверх