Тепломассообменный аппарат

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ пц682255

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополни ел|пюс к авт. свпд-çó— (22) Заявлено 01.12.75 (21) 219.3|9,2.. -2|| (51) М. Кл.-"

В 01 0 53/20 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опуоликовапо 30.08.79. Вюллстспь ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79

Гасударственный комитет (53) УДК 66.074.513 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения В. П. Алексеев, А. В. Дорошенко, Р. Гонаслес, H. П. Угольникова, В. В. Осьмак и Л. И. Юдин

Одесский технологический институт холодильной промышленности (71) Заявитель (54) ТЕПЛОМАССООЬМЕНИЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к энергетичсскому и химическому машиностроению, а также к вентиляции и кондиционированшо воздуха. Оно может быть использовано для проведения процессов газовой абсорбции, ректификации, кондицион пров ания воздуха, охлаждения циркуляционной воды в градирнях.

Известен тепломассообменный аппарат, предназначенный для контактирования газа с жидкостью и содержащий корпус с размещенными в нем опорно-распределительными и ограничительными решетками, устройства для равномерного распределения газа и жидкости, в качестве основного насадочного слоя — слои легких полых элементов любой замкнутой формы, заполняющих определенную часть рабочего объема аппарата и приходящих при некоторой скорости газового потока и плотности орошения в псевдоожиженное состояние (1J.

Известный аппарат имеет низкое качество псевдоожижения (особенно при малых и при очень больших диаметрах аппарата), в нем наблюдаются явления инверсии — скопления насадочных элементов у верхних ограничительных решеток аппарата при сравнительно невысоких значениях скорости газового потока, кроме того, значительное гидравлическое сопротивление

Glioðíо-распределительHых и ограничительных решеток и др. Все это затрудняет использование аппаратов такого типа в промышленности в широких масштабах.

Известен тспломассообмснный аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем стержни с нанизанными на них насадочнымп элементамп и размещенные между стержнями решетки (2).

1О Недостаток известного аппарата заключается в том, что насадочные элементы не обладают свободным витанисм вокруг стержня, что ухудшаст условия псевдоожижения.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет свободного витания насадочных элементов относительно стержней.

С этой целью насадочные элементы имеют отверстия в форме гиперболоида вращения, причем отверстия выполнены с диаметром в 2 — 3 раза больше диаметра стержней, ITQ обеспечивает свободное витанис насадочных элементов относительно стержней. Целесообразно насадочные эле2.-> менты устанавливать на стержнях с экспситрпсптетом, равным 0,1 — 0,2 диаметра элемента, а стержни выполнять из эластичного материала. Причем расстояние между стержнями должно быть равно 1,0—

Зо 1,4 диаметра элемента (2).

682255

На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — тоже, в рабочем состоянии; на фиг. 3 изображен насадочный элемент, например, шаровой формы с отверстиями, смещенным от оси на расстоянии 0,1 — 0,2 диаметра; на фпг.

4 — то же, с отверстием в 2 — 3 раза больше диаметра каждого стержня; на фиг. 5— то же с отверстием сложной формы, например гиперболоида вращения.

Тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, в котором равномерно установлены стержни 2, закрепленные на опорнораспределительной 3 и ограничительной 4 решетках. Насадочные элементы 5 на стержнях 2 находятся в неподвижном состоянии, равномерно заполняя нижнюю часть аппарата. Распределение насадочных элементов 5 по поперечному сечению аппарата задается расположением стержней 2 на опорно-распределительной 3 и ограничительной 4 решетках аппарата. Тепломассообменный аппарат снабжен устройствами

G и 7, соответственно, для равномерной подачи газа и жидкости.

При секционировании тепломассообмснного аппарата на стержнях 2 устанавливают стопоры 8 для разбивки насадочных элементов по высоте. В аппаратах такого типа обычно осуществляется форсуночное распределение жидкости, которое может быть наружным (форсунки располагаются над ограничительной решеткой), либо внутренним (форсунки вводятся в обьем аппарата). Иногда форсунки располагаются над ограничительной решеткой (с направлением факела распыла вверх), так как осуществляется процесс обмена между газом и жидкостью в условиях восходящего прямотока.

Аппарат работает следующим образом.

Воздух подают снизу, а воду — сверху.

При определенных значениях расходов газа и жидкости насадочные элементы приходят во взвешенное состояние и начинают непрерывно перемещаться вдоль стержней

2, витая вокруг вертикальной оси и соударяясь друг с другом. Насадочный псевдоожиженный слой приобретает таким образом регулярную структуру. Наличие стержней 2 позволяет в значительной мере разгрузить опорно-распределительную решетку 3, повысить ее живое сечение и снизить гидравлическое сопротивление тепломассообменного аппарата в целом. Подача жидкости можст осуществляться непосредс гвепно на каждый стержень, что существенII«улучшает качество распределения. 1 азбивка насадочной части тепломассообменного аппарата с помощью стопоров 8, закрепленных на стержнях 2, позволяет доно:««>тельно разгрузить опорнораспределитc„«,пую решетку 3, повысить качество псевдоожпженпя. Насадочные элементы 5

1О целесообразно устанавливать на стержнях

2 с некоторым эксцентриситетом, равным

0,1 — 0,2 диаметра элемента.

Это приводит к повышению числа соударений насадочных элементов и увеличению

15 степени турбулизации контактирующих потоков газа и жидкости. Аналогичный результат вызывается увеличением диаметра отверстий в насадочных элементах в 2 — 3 раза больше диаметра направляющих. Это

20 способствует свободному витанию насадочпых элементов около направляющих. В качестве насадочных элементов тепломассообменного аппарата описанной конструкции можно использовать насадочные тела эллипсоидальной, либо еще более сложной геометрической формы.

Формула изобретения

Теплом ассообменный аппарат, содержа30 щий корпус, расположенные в нем стержни с нанизанными на них насадочными элементами и размещенные между стержнями решетки, отличающийся тем, что,сцелью интенсификации процесса за счет свободно3. го витания насадочных элементов относительно стержней, насадочные элементы имеют отверстия в форме гиперболоида вращения, причем отверстия выполнены с диаметром в 2 — 3 раза больше диаметра

40 каждого стержня.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что насадочные элементы установлены на стержнях с эксцентриситетом, равным

0,1 — 0,2 диаметра элемента.

45 3. Аппарат, по и. 1, отл и чаю щийся тем, что стержни выполнены из эластичного материала.

4, Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между стержнями рав50 но 1,0 — 1,4 диаметра элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии, № 1204781, 1970 г, ВИ.

ы 2. Патент BHP № 154070, 1968 г. 12а, 682255 фиг Z фиг.4

Фиг,7 фиг У

Составитель С. Баранова

Корректор E. Осипова

Редактор Л. Курасова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2009/16 Изд. № 508 Тираж 877 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5