Пленочная тепломассообменная колонна

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о»971388 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.04.81 (21) 3278220/23-26 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 07.11, 82.Бюллетень Йо 41 (51)М Кл з

В 01 О 3/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 66.048.375 (088.8) Дата опубликования описания 07. 11.82

3.Н. Мемедляев, B.A. Носач, A.À. Ильиных, Н.Н. Кулов, Е.Н.Белоконь, P.Ï.Репо, В.П.Николаенко (72) Авторы изобретения

Рубежанский филиал Ворошиловградского маши нос троительного и исти тута (71) Заявитель (54) ПЛЕНОЧНАЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ

КОЛОННА

Изобретение относится к конструк- 1 циям тепломассообменных колонн, применяемых в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности .

Известен пленочный вертикальный выпарной аппарат в виде одной или нескольких труб, концы которых выступают над трубной решеткой аппарата точно на одном уровне fij, Недостаток аппарата — неэффективное использование его объема.

Это объясняется малым суммарным свободным сечением труб, обуславливающим при прочих равных условиях повышенные:расходы газа(пара) и жидкости на каждую из труб, и, как следствие, повышенное гидравлическое сопротивление потоку газа (пара) и раннее "захлебывание" аппарата.

Другой недостаток аппарата — неравномерность орошения труб из-за, падения уровня жидкости по мере ее движения от периферии к центру трубного пучка.

Известна пленочная тепломассообменная колонна в виде пучка касающихся друг друга боковыми поверхностями труб, каждая из которых в верхней части снабжена трубой меньшего диаметра с переходником (23 у этой колонны повышенное гидравлическое сопротивление, обуслов". ленное. сужением труб на выходе газа .(пара)

Кроме того, незащищенность жидкой пленки от ускоряющегося встречного газа(парового) потока на участке ее формирования и наклонного стекания приводит к более раннему достижению состояния "захлебывания".

Цель изобретения — снижение гидравлического сопротивления потоку газа (пара).

Поставленная цель достигается тем, что в пленочной тепломассообменной колонне в виде пучка каса1ющихся друг друга боковыми поверхностями труб, каждая из которых в верхней части снабжена трубкой меньшего диаметра с переходником, согласно изобретению, каждая трубка меньшего диаметра в верхней части снабжена трубой большего диаметра.

Целесообразно трубы большего диаметра устанавливать вплотную .. друг другу °

Трубка меньшего диаметра в попе- речном сечении может быть выполнена в форме круга или многоугольника.

971388

Такая конструкция тепломассообменной пленочной колонны обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, так как в ней достигается уменьшение безвозвратных потерь гидравлического напора на выходе восходящего или входе нисходящего потока газа(пара) .

Объясняется это тем,: что увеличение диаметра выходного или входного сечений отражается, как следует из 1О уравнения неразрывности потока, на уменьшении скорости газа (пара) в квадрате, а на уменьшении гидравлических потерь, пропорциональных, как известно, скоростному напору, — в f5

I четвертой степени . Следовательно, даже его незначительное увеличение приводит к ощутимому снижению гидравлического сопротивления колонны.

Максимальный эффект достигается р() тогда, когда реализуется максимально возможное увеличение диаметра выходного или входного сечения, т.е. если короткие трубы большего диаметра касаются друг друга боковыми поверхностями.

Целесообразно, чтобы переход от трубок меньшего диаметра к коротким трубам большего диаметра при восходящем потоке газа (пара) осуществлялся посредством беэотрывного диффузора, который в случае нисходящего потока газа (пара) также бу дет представлять оптимальную конструкцию, а именно — конфуэор.

На фиг. 1 в разрезе показана пред-З5 лагаемая колонна, фиг. 2 — разрез

А-A ф иHгr, 1 с трубами квадратного поперечного сечения, на фиг. 3 — то же, с трубами круглого поперечного сечения. 40

Колонна состоит из пучка касающихся друг друга боковыми поверхностями труб 1, каждая из которых в верхней части снабжена трубками 2 меньшего диаметра, снабженных, в 45 свою очередь, в верхней части короткими трубками 3 большего диаметра, которые касаются друг,друга боковыми поверхностями. Трубки 2 и 3 соединены посредством переходника 4.

Нижние концы трубок 2, входящие на некоторое расстояние в трубы 1, образуют с последними вертикальные щели 5 для орошения колонны жидкостью. Зазоры 6 между смежными круглыми трубами 1 заглушены, например, с помощью сварки.

Колонна работает следующим образом.

Жидкость, орошающая колонну, за- полняет пространство между. трубками 2 и поднимается на некоторую высоту, определяемую при з адан ном расходе жидкости суммарным свободным сечением щелей 5. Постоянство высоты этого слоя жидкости по всему сечению колонны обусловливает равномерность орошения всех труб 1.

Газ (пар ) движется снизу вверх по трубам 1, реагируя со стекающей по их внутренней поверхности пленкой жидкости, проходит трубки 2 меньшего диаметра и, прежде чем покинуть колонну, безотрывно расширяется с потерей скорости в коротких трубках

3, что обеспечивает минимальность безвозвратных гидравлических потерь на выходе.

Возможен также вариант работы колонны в режиме нисходящего прямотока газа (пара) и жидкости. В этом случае предлагаемая конструкция обеоФ печивает минимальность безвозвратных гидравлических потерь на входе газа (пара).

В итоге общее сопротивление колонны может быть снижено на 25-30В при одновременном расширении диапазона ее устойчивой работы .

Формула изобретения

1 ° Пленочная тепломассообменная колонна в виде пучка касающихся друг друга боковыми поверхностями труб, каждая иэ которых в верхней части снабжена трубкой меньшего диаметра с переходником, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления потоку газа (пара), каждая трубка меньшего диаметра в верхней части снабжена трубой большего диаметра.

2. Колонна по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что трубы большего диаметра установлены вплотную друг к другу.

3. Колонна по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что трубка меньшего диаметра в поперечном сечении выполнена в форме круга.

4. Колонна по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что трубка меньшего диаметра в поперечном сечении .выполнена в форме многоугольника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 134254, кл, В 01 0 1/22, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 482181, кл. В 01 D 53/20, 1973 (прототип).

971388

Составитель 3. Александрова

Редактор Б. Федотов Техред М.Тепер

Корректор И. Ватрушкина

Подпи сное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 8786/14 Тираж 734

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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