Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов

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, м33, а - удельная поверхность насадки, м23. 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 конструкциям регулярных насадок, которые находят применения во многих отраслях промышленности, таких как химическая, нефтехимическая, пищевая, криогенная, в градирнях оборотного водоснабжения и других отраслях.

Из существующего уровня техники известен ороситель противоточной градирни (авторское свидетельство SU 724907, опубл. 30.03.80), содержащий соединенные между собой с зазором вертикальные пластины с горизонтальными поярусно размещенными прорезями, разделяющими пластины на полосы, при этом каждые две соседние полосы отогнуты в противоположные относительно плоскости пластины стороны.

Недостатком данного устройства является невысокая эффективность тепло- и массообменных процессов, ввиду относительно небольшой удельной поверхности.

Наиболее близкой к заявленному техническому решению относится насадка для колонн (ЕР 0130745 А2, опубл. 09.01.85), которая принята нами за прототип и содержащая множество блоков гофрированных металлических пластин, соприкасающихся вершинами гофр, повернутых друг относительно друга по высоте для эффективного распределения стекающей жидкости и восходящего потока пара по сечению аппарата для осуществления процесса тепломассообмена, характеризующаяся тем, что листы имеют множество одинаковых отверстий, выполненных для эффективной турбулизации пленки жидкости и пара.

Недостатком данной насадки является то, что отверстия снижают удельную поверхность насадки, чем вызывают неизбежное увеличение габаритов аппаратуры и кроме того не обеспечивают интенсивного перемешивания потоков жидкости, стекающих по передней и задней сторонам элементов насадки между собой.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности тепло- и массообмена за счет увеличения турбулизации пленки жидкости и его перемешивания между сторонами насадки и уменьшения габаритов аппаратуры.

Сущность изобретения заключается в том, что заявленная регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов включает размещенные в аппарате блоки, выполненные из вертикально установленных гофрированных пластин, согласно изобретению отличие состоит в том, что гофры на гофрированных пластинах выполнены с просечками, образованными за счет смещения соседних рядов гофр относительно друг друга, а сами гофрированные пластины установлены с зазором друг относительно друга в ряду одного блока и с зазором в соседних по высоте блоках на величину, соизмеримую с высотой гофры, при этом высота гофры на гофрированных пластинах составляет от 0,2 до 0,5, 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, м33; a - удельная поверхность насадки, м23.

Кроме того, отличия состоят в том, что:

- гофрированные пластины во всех рядах блока могут быть выполнены с горизонтальным расположением гофры;

- гофрированные пластины во всех рядах блока могут быть выполнены с вертикальным расположением гофры;

- гофрированные пластины, соседние в ряду блока, могут быть выполнены с чередующимся горизонтальным и вертикальным расположением гофры;

- гофрированные пластины в соседних по высоте блоках могут быть выполнены и установлены с поворотом друг относительно друга в горизонтальной плоскости на угол, находящийся в пределах от 60 до 120°;

- гофрированные пластины в соседних по высоте рядах блока могут быть выполнены и установлены с чередующимся наклоном в разные стороны относительно оси аппарата на угол, находящийся в пределах от 10 до 50°;

- гофрированные пластины могут быть выполнены с криволинейными изгибами.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является более полное смачивание поверхности регулярной насадки, интенсивная турбулизация жидкой фазы, перемешивание жидкости, стекающей с обеих сторон гофрированных пластин, и, как следствие, высокая интенсивность тепло- и массообмена и уменьшение габаритов аппарата.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

фиг.1 - общий вид предлагаемой насадки;

фиг.2 - общий вид элемента насадки, в виде гофрированной пластины;

фиг.3 - схема укладки гофрированных пластин в насадке с горизонтальным расположением гофр во всех рядах по высоте аппарата;

фиг.4 - схема укладки гофрированных пластин в насадке с вертикальным расположением гофр во всех рядах по высоте аппарата;

фиг.5 - схема укладки гофрированных пластин в насадке с чередующимся горизонтальным и вертикальным расположением гофры;

фиг.6 - схема укладки гофрированных пластин в насадке в соседних по высоте блоках с поворотом друг относительно друга в горизонтальной плоскости на угол 90°;

фиг.7 - схема укладки гофрированных пластин в насадке в соседних по высоте блоках с чередующимся наклоном элементов насадки в разные стороны относительно оси аппарата на угол, находящийся в пределах от 10 до 50°;

фиг.8 - схема насадки с криволинейным изгибом гофрированных пластин.

Регулярная насадка установлена в аппарате (на чертеже не показан) в виде нескольких блоков из вертикально установленных гофрированных пластин 1, имеющих гофры 2, которые выполнены с просечками 3, образованными за счет смещения соседних рядов гофр 2 относительно друг друга, а сами гофрированные пластины 1 установлены с зазором 4 друг относительно друга в ряду блока и с зазором 5 в соседних по высоте блоках гофрированных пластин 1 на величину, соизмеримую с высотой гофры 2, при этом величина зазора 4 между соседними гофрированными пластинами 1 в ряду составляет от 0,6 до 0,8, а высота гофрированных пластин 1 составляет от 0,2 до 0,5 от величины эквивалентного диаметра канала - dэ,

где dэ=4 ε/a;

ε - порозность насадки, м33;

a - удельная поверхность насадки, м23.

Гофрированные пластины 1 во всех рядах могут выполнены:

- с горизонтальным расположением гофры 2;

- с вертикальным расположением гофры 2;

- соседние в ряду гофрированные пластины 1 могут также быть выполнены с чередующимся горизонтальным и вертикальным расположением гофры 2;

- гофрированные пластины 1 в соседних по высоте блоках насадки могут быть установлены с чередующимися горизонтальными и вертикальными гофрами 2;

- гофрированные пластины 1 в соседних по высоте блоках насадки могут быть установлены с поворотом друг относительно друга в горизонтальной плоскости на угол, находящийся в пределах от 60 до 120°.

- гофрированные пластины 1 в соседних по высоте рядах блока насадки установлены с чередующимися наклоном в разные стороны относительно вертикали на угол, находящийся в пределах от 10 до 50°.

- гофрированные пластины 1 могут быть выполнены с криволинейными изгибами.

Работает предлагаемая насадка следующим образом.

Жидкая фаза подается на верхнюю часть блока насадки и в виде тонкой пленки жидкости стекает по поверхности гофрированных пластин 1 насадки. Противотоком, навстречу стекающей жидкости, движется газ (пар) и взаимодействует со стекающей жидкостью. Гофры 2 на поверхности гофрированных пластин 1 придают волновой характер течению пленки жидкости, что резко увеличивает интенсивность тепло- и массообмена.

Наличие просечек 3 на гофрированных пластинах 1 позволяет стекающей жидкости перетекать с одной стороны гофрированной пластины 1 на другую, тем самым вызывая поперечное перемешивание жидкости и, как следствие, увеличение интенсивности тепло- и массообмена в жидкой фазе. За счет уменьшения зазора 4 между соседними гофрированными пластинами 1 в блоке насадки и, как следствие, уменьшения свободного поперечного сечения аппарата, можно достигнуть высокой степени турбулизации газовой фазы и, как следствие, увеличения эффективности процессов тепло- и массообмена.

Увеличивая зазор 5 между соседними по высоте блоками насадки, можно создать в образовавшемся пространстве зону струйно-капельного течения жидкости, что также увеличивает интенсивность тепло- и массообмена. Размещая соседние по высоте гофрированные пластины 1 с поворотом друг относительно друга в горизонтальной плоскости, можно добиться перераспределения жидкости по сечению аппарата, а также турбулизовать газ в зазоре 5 между соседними по высоте блоками насадки, что также способствует интенсификации тепло- и массообмена.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет не только повысить интенсивность тепло- и массообменных процессов, но и уменьшить габариты аппаратуры.

1. Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, включающая размещенные в аппарате блоки, выполненные из вертикально установленных гофрированных пластин, отличающаяся тем, что гофры на гофрированных пластинах выполнены с просечками, образованными за счет смещения соседних рядов гофр относительно друг друга, а гофрированные пластины установлены с зазором относительно друг друга в ряду одного блока и с зазором в соседних по высоте блоках на величину, соизмеримую с высотой гофры, при этом высота гофры на гофрированных пластинах составляет от 0,2 до 0,5, 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, м33; а - удельная поверхность насадки, м23.

2. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что гофрированные пластины во всех рядах блока могут быть выполнены с горизонтальным расположением гофры.

3. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что гофрированные пластины во всех рядах блока могут быть выполнены с вертикальным расположением гофры.

4. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что гофрированные пластины, соседние в ряду блока могут быть выполнены с чередующимся горизонтальным и вертикальным расположением гофры.

5. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что гофрированные пластины в соседних по высоте блоках могут быть выполнены и установлены с поворотом относительно друг друга в горизонтальной плоскости на угол, находящийся в пределах от 60 до 120°.

6. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что гофрированные пластины в соседних по высоте рядах блока могут быть выполнены иустановлены с чередующимся наклоном в разные стороны относительно оси аппарата на угол, находящийся в пределах от 10 до 50°.

7. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что гофрированные пластины могут быть выполнены с криволинейными изгибами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству, предназначенному для отделения газовой (паровой) фазы от захваченных капель жидкости в колонных массообменных газожидкостных аппаратах.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

Абсорбер содержит слой структурированной насадки, имеющий гофры. Гофрами образовано множество открытых каналов. Каналы включают в себя первую впадину гофра, первый выступ гофра и второй выступ гофра. Первый выступ гофра и второй выступ гофра ограничивают первую впадину гофра, при этом первый и второй выступы гофра имеют первую вершину и вторую вершину. На первой вершине первого выступа гофра выполнено углубление, проходящее в направлении первой вершины. Первая впадина гофра имеет дно впадины, при этом нормальное расстояние по меньшей мере одной точки углубления от дна впадины гофра меньше нормального расстояния первой вершины от дна впадины гофра. Изобретение обеспечивает улучшение массообмена для абсорбера или десорбера. 14 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Непрерывный способ получения диоксида хлора включает введение хлорат-ионов, пероксида водорода и кислоты в реактор, содержащий внутренние насадочные элементы. Осуществляют взаимодействие указанных хлорат-ионов, пероксида водорода и кислоты в реакторе с образованием потока продуктов, содержащего диоксид хлора. Полученный поток продуктов выводят из реактора. Реактор может содержать неупорядоченно расположенные насадочные элементы или структурированную насадку. Изобретение позволяет повысить эффективность расхода исходных реагентов и производство диоксида хлора, упростить процесс. 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к насадочным контактным устройствам, применяемым в тепломассообменных колонных аппаратах. Контактное устройство для проведения тепломассообмена и раздела фаз в секционированных перекрестноточных насадочных колоннах в системах газ-жидкость и жидкость-жидкость включает совокупность идентичных контактных элементов, собранных друг на друге в один или несколько рядов в пакеты, которые скреплены спицами и вертикальными стойками с образованием в секции колонны стенок, которые по горизонтальным торцам ограничены горизонтальными сегментными перегородками, сопряженными по дуге с корпусом колонны, при этом между стенками расположены распределители жидкости, имеющие перфорированную часть, дополнительную перегородку, пластины-отражатели и вертикальные подпорные пластины. Пространство между дополнительной пластиной и нижележащей и вышележащей стенками герметизируется нащельниками. Изобретение обеспечивает интенсификацию тепломассообмена и упрощение монтажа контактного устройства. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области очистки воды, в частности, к устройствам для очистки от взвешенных и коллоидных примесей, а также растворенных устойчивых органических соединений. Установка для очистки воды состоит из емкости 1 с мешалкой 7 для смешения воды с коагулянтом, емкости 2 с мешалкой для ввода в смесь микропеска и флокулянта, емкости с мешалкой 3 для смешения и выдержки смеси и отстойника 4 с тонкослойными модулями, снабженных переливными каналами, трубопроводом для откачки полученного шлама, а также устройствами для отделения из шлама микропеска. В качестве устройства для отделения микропеска из шлама установка содержит отмывочную колонну 5, оборудованную провальными тарелками с проходным сечением 30-60%. Отмывочная колонна 5 соединена с системой пульсации 18 и снабжена трубопроводом для откачки полученного шлама, который соединен с верхней зоной колонны, и трубопроводом, соединяющим нижнюю часть колонны с дозаторами для ввода в смесь микропеска. Изобретение позволяет более эффективно перерабатывать шлам для выделения из него микропеска и возврата его в процесс. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх