Насадка для ректификационных и абсорбционных аппаратов

 

Ь

С. В. Гладильщикова, В. А. Щелкунов, Ю. К. Молоканов и С. A. Круглов

". И

4:

Московский ордена Октябрьской Революции и; ордена Трудового

Красного Знамени институт нефтехимическцй,. и, газовой промышленности ям. И. М. Губкина (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) НАСАДКА ДЛЯ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ

И АБСОРБЦИОННЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к насыпным насадкам, которые применяются в химической, газовой, нефтехимической, пищевой промьппленности для организации тепломассообменных процессов в ректификационных и абсорбционных аппаратах. 5

Известна насадка, представляющая собой кольцо с поперечными перегородками в форме ступин (1 . Боковая поверхность кольца выполнена с окнами..Высота насадки в два раза меньше диаметра. Данная насадка обладает большей удельной поверхностью, имеет относительно малое гидравлическое сопротивление.

Недостатком известной насадки является сравнительно неболыпая поверхность контакта фаз для осуществления более эффективного массообмена. Кроме того, конструкция перегородки не позволяет повысить степень турбулизации потоков и более

26 эффективно испольэовать свободный обьем.

Известна насадка, содержащая цилиндрические элементы, на боковой поверхности которых выполнены прямоугольные ок;

2 на, поперечные перегородки и форме дисков с радиальными прорезями, образующими лепестки, повернутые вокруг своей оси (2). Конструкция перегородки дает возможность турбулизировать вэа имодействующие потоки.

Недостатки этой насадки — сравнительно небольшая удельная поверхность контакта фаэ, недостаточно равномерное распределение потоков жидкости и газа по сечению колонны, невысокая эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности массообмена эа счет увеличения поверхности контакта фаэ.

Поставленная цель достигается тем, что в насадке, содержащей цилиндрические элементы, на боковой поверхности которых выполнены прямоугольные окна, поперечные,перегородки в форме дисков с радиальными прореэямя, образующими лепестки выполнены с переменными углами цоворота, увеличивающимися от нуля до де вяноста градусов.

97 144

На чертеже изображен элемент насадки а аксонометрической проекции.

Насадка выполнена иэ цилиндрического кольца 1 с поперечной перегородкой 2, на боковой поверхности которого имеются S окна 3, причем высота насадочного элемента в два раза меньше диаметра кольца. Перегородка выполнена в форме диска с радиальными прорезями, образующими лепесткй 4, повернутые вокруг своей оси. 1О

Угол поворота лепестков изменяется от нуля до девяноста градусов (ф, О...о(„

** 80), причем угол поворота каждого послсдующего лепестка больше угла поворота предыдущего.

Насадка работает следующим образом.

Насадочные элементы загружают в Колонну внавал. Газ (пар) и жидкость дви20 жутся в протнвотоке. Контакт между ними осуществляется на поверхности насадочных элементов и при больших газо-жидкостных нагрузках —. в свободном обьеме между насадочными телами. Благодаря тому,что высота насадочного элемента в два раза меньше диаметра кольца, в рабочий объем колонны войдет в два раза больше насадочных тел данного диаметра, что будет способствовать увеличению удельной поверхности контакта фаз. Наличие окон на боковой поверхности препятствует скоплению жидкости внутри элемента и, следовательно, образованию застойных зон. Так как элементы загружают в колонну внавал, то они могут расположиться дисками друг М к 3фугу. Но так как угол поворота лепестков изменяется от нуля до девяноста градусов, причем угол поворота каждого следующего лепестка болыпе, чем угол пово,рота предыдущего, то вероятность одина- " ковой ориентации и совпадения плоскости лепестков ничтожно мала.

Жидкость на орошение подается сверху колонны и распределяется по повЬрх- Мости элемента. Протекая в щели между лепестками и окна на боковой поверхности, она равномерно растекается по сечению колонны, обеспечивая одинаково высокую эффективность массопередачи в каждой точке сечения колонны. Так как лепестки выполнены с переменными углами поворота, увеличивающимися в порядке их . расположения От нуля до девяноста гра дусов, то в пленочном: режиме работы кашт и пленки стекающей жидкости про-. ходят через насадочный элемент под разными углами, многократно пересекаясь, 4 ф что способствует турбулиэации потока, Ф повышению эффективности. Гаэ движется

rrо колонне снизу вверх. Идя по линии наименьшего сопротивления, он попадает в первую очередь туда, где расстояние между лепестками борще, приобретая тем самым вращательное движение,. способствующее дополнительной турбулизации жидкостного потока, создавая местные завихрения стекающей жидкости. Следовательно, даже при малых газо-жидкостных нагрузках в пленочном режиме массопередача на предлагаемой насадке осуществляется в условиях турбулентности, т.е, эффективность массооб мена повьешается. При

I промежуточном режиме и режиме турбулизации двухфазной системы благодаря переменным углам направления лепестков газо-жидкостные струи пересекаются внутри объема насадки, что также повышает эффективность массооб мена.

При гидравлическом сопротивлении не выше, чем у известных насадок, предлагаемая конструкция насадки имеет большую поверхность контакта фаз и, следователь-но, большую эффективность массообмена.

Таким образом, предлагаемая конструкция насадки дает возможность повысить эффективность массообмена за счет уаеличения поверхности контакта фаз, чему способствуют уменьшение высоты насадочного элемента, изменение угла поворота лепестков от нуля до девяноста градусов, причем лепестки выполнены с пе ременными углами поворота, увеличивающимися в порядке их расположения, что способствует винтообразному движению газового потока (по сравнению с прото)типом). По сравнению с аналогом поверхность контакта фаз предлагаемой насадки увеличивается за счет изменения конструкции перегородки.

Фор мула изобретения

Насадка для ректификационных и абсорбционных аппаратов, содержащая цилиндрические элементы, на боковой поверхности которых выполнены прямоугольные окна, поперечные перегородки, выполненные в форме дисков с радиальными прорезями, образующими лепестки, повернутые вокруг своей оси, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что,с целью повышения эффективности массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз, лепестки

Источники ннформапнн, прннятые во вннманне прн акспертнзе

5 97 1444 4 выполнены с переменнымн углами поворэ- 1. Патент Англии М 1385672, та, увелнчнваюшнмнся от 1 до 90 . кл. В 01I) 53/20, 1975.

2. Положительное решение no aaaare

М 2918877/23 26, кл ВО1> 53 20, Э 30.04. 80.

Составитель А. Сондор редактор В. Федотов Техред К. Мыпьо Корректор Ю. Макаренко

Заказ 8789/17 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения н открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4