Насадка для тепломассообменных аппаратов

 

О П И C ÀÉ-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u>735285

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 120176 (21) 2312694/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 2505.80. Бюллетень № 19

Дата опубликованир описания 2505,80 (51)М. Кл.

В 01 D 53/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66 ° 074 ° .513 (088.8) Л.И.Логвинов, Л.И.Блинов, В.П. Бобров, В. И.Любарский, Л.И.Лейбович и С.A ° Êàíòoð (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Иэ обретение относится к химическому машиностроению, а более конкретно к аппаратам для проведения процессов массообмена,и может использоваться, в частности, в системах 5 кондиционирования воздуха, применяемых в различных отраслях промьхаленности.

Известна регулярная насадка для массообменных аппаратов,содержан(ая 10 зеркально расположейные гофрированные листы, образующие между собой чередующиеся по высоте диффузоры, снабженные отверстиями для перетока жидкости, и конфузоры, а также дистан15 ционные перегородки (1).

В данной насадке жидкость стекает вниз в виде пленки, контактируя с газом. Газ проходит вверх по каналам и попеременно сжимается в конфузо- 2р рах и расширяется в диффузорах, образуя знакопеременное поле давления, В наиболее узких сечениях диффузоров пленка жидкости разрушается газовым потоком за счет отверстий для пере- 25 тока жидкости, частицы жидкости увлекаются последним, в образующихся вихрях происходит взаимодействие фаз. Однако данный режим наблюдается только при небольших массовых ско-ур ростях (до 3,5 кг/м с ) . При повыше2 нии скорости воздух захватывает отдельные капельки воды и выбрасывает их за пределы слоя, невозмущенное течение пленки нарушается. Вследствие этого растет сопротивление слоя, Наступает режим захвата, который при достижении массовой скорос— ти 5,3-6,3 кг/м с переходит

2 в режим захлебывания .

Известна насадка для массообменных колонн, состоящая из чередующихся плоских и гбфрированных листов, соприкасающихся между собой, собранных в пакет f2).Часть выступов гофрированного листа имеет длину меньшую, чем расстояние между плоскими листами и расположена по отношению к ним с зазором. При эМом плоские стенкипластины гофрированных листов расположены перпендикулярно к чередующимся плоским листам.

Жидкость подается сверху пакета насадки, газ-снизу, осуществляя контакт фаз на элементах насадки.

В такой насадке количество мест предпочтительного течения жидкости сводится к минимуму, что способствует более равномерному распределению жидкости по поверхности насадки

735285 и интенсифицирует процесс массообмена. Однако такая насадка работает устойчиво Й в небольшом диапазоне

" массовых скоростей воздуха до

3 5 кг/м с. Уже при скорости

2 с г

3.5 кг/м с начинавшийся режим захвата почти сразу же переходит в режим захлебывания и- при скорости 6-8 кг/м с на насадке

2 образуется эмульгированный слой.

Часть поверхности насадки обнажается, вода периодически дренируется через оотдезчьййе каналы, целиком"зайолняя их сечение. Такая насадка обладает низким коэффициентом эффективности массообмена и при большой избира"тельности процесса массообмена будет иметь значительные габариты.

Кроме того, насадка не позволяет проводить термическую обработку газо =жйдкостного потока непосредственно в кой«тактной зоне и тем самйм йо«вы Сить среднюю движущуюся силу процесса массообмена.

Известна насадка для тепломассообменных аппаратов, включающая йлос-.

" " кие листы, расположенные между ними пластины профилированной формы с

" -элементамй для подачи теплоносителя (3 ) ". та насадка не обеспечивает турбулизацию фаз и обладает низким коэффициентом массообмена.

Цель изобретения — увеличение эффективности массообмена "за" счет усиления турбулизации фаз. Зто достигаетс - TeM, что элементы расположены параллельно листам и установлены внутри пластин, размещенйых" перпендикулярно относительно листов. Целесообразно элементы " выполнять в виде однорядных пучков . труб, последовательно соединенных между собой.

Предлагаемое изобретение позволяет проводить термическую обработку газо-жидкостного потока непосредственно в контактной зоне, повысить среднюю движущую силу процесса массообмена.

На фиг.1 Изображена предлагаемая насадка, боковой разрез; на фиг.2 то же, вид в плане; на фиг.3 дан разрез A-A на фиг.2.

Насадка массообменного аппарата встроена в корпус 1, набрана из †чередующихся разделительных плоских листов 2 и перпендикулярно расположенных им пластин 3 . Однорядййе пучки труб 4 насадки, проходящих через пластины 3, установлены па=раллельно разделительным листам 2, крепятся к трубным доскам 5 посред ством вальцовки и последовательно соединены между собой калачами 6

= для подачи -теплоносйтеля @Op&3 штуцер 7 и отвода его через штуцер 8.

Насадка работает следующим образом. формула изобретения

1. Насадка для тепломассообменййх - аййаратов, включающая плоские листы, расположенные между ними пластйны и элементы для подачи теплоносителя, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью увеличения эффеКтивности массообмена за счет усиления турбулиэации фаз, элементы расположены параллельно листам и установлены внутри пластин, размещенных перпендикулярно относительно листов.

60

Воздух подают в насадку снизу навстречу планке жидкости, стекающей Сверху по поверхности насадки. Теплоноситель подают через штуцер 7 однорядных пучков труб 4, служащих для отвода тепла, выделившегося в процессе абсорбции и ухудшаю

"щего качество очистки воздуха. Каналы переменного сечения, образованные чередующимися разделительными плоскими листами 2, перпендикулярно

iQ расположенными им пластинами 3 с заг нутыми верхними кромками для предотвращения проскока жидкости и однорядными пучками труб, представляют собой ряд активных турбулизаторов потока, Образованные таким образом каналы позволяют увеличить коэффициенты массоЬтдачи в процессах абсорбции, приблизив их к коэффицинентам массоотдачи барботажных и пенных аппаратов, обладающих меньшим аэродинамическим сопротивлением. При этом кроме ламинарного (пленочного режима), в местах расширения каналов происходит турбулизация потока воздуха и жидкости. Образовавшиеся вихри срывают пленку жидкости, дробят ее на мелкие частицы и увлекают за собой, в результате чего на поверхности насадки, в наиболее узких ее сечениях, устанавливается устойчивый

30 пенный слой.

Появление устойчивого пенного слоя на йасадке наступает почти одновременно с началом работы насадки при малых массовых скоростях 1,5= «

35 2 кг/м с, аэродинамическое сопротивление такой насадки небольшое, кроме того, режим уноса капель из насадки наблюдается при скоростях более

12 кг/м с. Это приводит к увеличе40 нию поверхности контакта взаимодействующих сред и позволяет значительно расширить диапазон рабочих нагрузок по газу и жидкости.

Наличие пенного слоя позволяет эффективнее использовать весь рабо4 чий объем насадки, т.е. увеличить удельный массосъем, а это приводит к уменьшению массогабаритных показателей при сопоставимых величинах избирательности процесса.

735285

7еопоносите

Ри2. 2 до дух

Фие1

А-4

Составитель С. Баранова

Редактор.Л.Гребенникова Техред О.Андрейко Корректор С . Шекмар

Закаэ 2297/4 Тираж 809 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Насадка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что элементы выполнены в виде пучка труб, последовательно соединенных между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

Жидкость

1. Авторское свидетельство СССР .. 9413970, кл. В 01 D 53/20, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9415027, кл, В 01 0 53/20 1972, 3. Авторское свидетельство СССР

9247232, кл. В 01 D 53/20, 1968 (прототип) .