Тепломассообменный аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >997760

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.09.81 (21) 3342133/23-2б (51) М. Кл.а с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

В 01 D 53/18

Гесудерстееллмй комитет

Опубликовано 23.02.83. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.83 (53) УДК 66.015.

23 05(088 8) ло делам лааеретение и етхрмтий (72) Авторы изобретения

В. М. Фрумин и Г. А. Т ф/

Ф

/ (71) Заявите,:, .ь (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫй АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратному оформлению процессов теплом ассообмена, протекающих в системе газ (пар) — жидкость.

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распределительными патрубками, на поверхности которых размещены спиральные элементы f1) .

Недостатком данного аппарата является низкая интенсификация процесса тепломассообмена, в результате невозможности использования тепла отходящих газов от подогрева поступающей сверху жидкости.

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, по .высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распределительными патрубками, на поверхности которых размещены спиральные элементы, верхнюю, промежуточную и нижнюю камеры со штуцерами ввода и вывода жидкости и штуцерами вывода (21.

В известном аппарате в верхней секции отходящий газ движется противотоком жидкости, однако интенсификация процесса тепломассопередачи все еще недостаточно высокая, вследствие невысокого температурного напора (0+25 С) так как контакт происходит между газом с температурой

75 — 78 С и жидкостью с температурой от

50 — 55 до 75 — 78 С.

Целью изобретения является интенсифи1о кация процесса тепломассообмена за счет увеличения температурного напора.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате, включающем корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными патрубками, на поверхности которых размещены спиральные элементы, верхнюю, промежуточную и нижние камеры со штуцерами ввода и вывода жидкости и штуцерами вывода газа, 10 — 15% трубок вы2о шерасположенной контактной ступени снабжены установленными в них с зазором патрубками с раструбами, а верхние концы соосных их распределительных патрубков нижерасположенной контактной ступени

997760 установлены внутри раструбок, при этом остальные вЕрхние концы распределительных патрубков этой ступени снабжены заглушками, а штуцер вывода газа нижней камеры соединен трубой со штуцером вывода газа промежуточной камеры.

Предлагаемая конструкция аппарата позволяет часть выделившегося в ниже- расположенной контактной ступени газа направить непосредственно в трубы вышерасположенной ступени, тем самым уменьшить скорость и напор газового потока, передаваемого из нижней камеры. Наличие патрубков с раструбами, установленных с зазором в трубы вышерасположенной контактной линии ступени, обеспечивает разрушение цилиндрической жидкостной плен- 1$ ки, выходящей из этих труб, открывая свободный вход в трубы газу, прйшедшему из нижерасположенной ступени. Поднимаясь навстречу стекающей по внутренним поверхностям труб тонкой пленке жидкости, газ отдает ей тепло в основном за счет конденсации содержащегося в нем пара, подогревая жидкость и, таким образом, происходит утилизация тепла отходящего газа, при этом температурный напор возрастает до 30 — 35 С, что значительно ин- 25 тенсифицирует процесс тепломассообмена.

Указанный интервал, а именно снабжение 10 — 15% трубок вышерасположенной контактной ступени раструбами, является оптимальным. Оптимальность этого коли- зо чества труб вытекает из того, что трубки в трубных пучках контактных ступеней установлены в шахматном порядке, ггри этом каждую трубку окружают шесть труб по вершинам шестиугольника, поэтому установка патрубков с раструбами производится в каждую седьмую трубу, расположенную в центре шестиугольника, что позволяет равномерно воздействовать стекающей с раструбов пленкой жидкости на цилиндрические жидкостные пленки, сте- 40 кающие из окружающих раструб шести труб, и разрушать их, открывая свободный вход в. трубы газу. Таким образом,. количество труб с раструбами составляет

1/7 от общего количества или 14,3%. Однако с учетом неравномерности размещения шестиугольников по краям трубного пучка эта цифра в зависимости от количества труб в пучке колеблется от 10 до 15%.

На чертеже изображен аппарат, продольный разрез.

Тепломассообменный аппарат содержит корпус I, по высоте которого установлена вышерасположенная 2 и нижерасположенная 3 вертикальные контактные ступени, выполненные в виде трубок 4, установленных в трубные доски 5 и 6. Сверху в труб- 55 ки 4 коаксиально вставлены распределительные патрубки 7, на поверхности которых размещены спиральные элементы 8 для создания пленочного течения жидкости по внутренней поверхности трубок 4. 10 — 15О О трубок 4 вышерасположенной ступени 2 снабжены установленными в трубки с зазором патрубками 9 с раструбами 10.

В патрубки 9 с раструбами 10 введен верхний срез противоположных распределительных патрубков 7 трубок 4 нижерасположенной контактной ступени 3. Остальные распределительные патрубки снабжены заглушками 11. Кроме того, аппарат содержит верхнюю 12, промежуточную 13 и нижнюю 14 камеры со штуцерами подвода 15 и отвода 16 жидкости и штуцерами 17 — 19 отвода газа, причем штуцер 17 соединен трубой 20 со штуцером 18 и промежуточной камеры. Для подвода и отвода теплоносителя в контактные ступени 2 и 3 предусмотрены штуцера 21 и 22.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Жидкость через штуцер 15 поступает в камеру 12 и, пройдя по спиральному каналу, образованному спиральным элементом 8, стекает в виде пленки по стенкам труб 4. Стекая с нижнего среза труб 4 цилиндрическая пленка жидкости распадается под действием стекающей с раструбов 10 жидкости. Попадая в спиральные каналы нижерасположенной ступени 3, жидкость вновь стекает в виде пленки по стенкам труб 4. Выделяющийся при нагреве жидкости за счет конденсации в межтрубном пространстве парогазовой смеси (теплоносителя) газ, в основном в нижерасположенной ступени, поднимается вверх по части труб, верхний срез распределительных патрубков которых введен в трубы 4 верхней секции, снабженные патрубками 9 с раструбами 10. В остальных трубах нижерасположенной ступени, снабженных заглушками ll, выделяющийся газ движется вниз и через штуцер 17 трубу 20 и штуцер 18 поступает в промежуточную камеру 13, откуда в трубы 4 ступени 2. Двигаясь противотоком стекающей в трубах жидкости, газ нагревает ее и отводится через полость патрубков / и штуцер 19 из камеры 12.

Данный . тепломассообменный аппарат по сравнению с известным позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена за счет использования тепла отходящих газов в результате увеличения температурного напора до 30 — 35 С против 0—

25 С.

Формула изобретения

Т епломассообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распредели-997760

Составитель Г. Урусова

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 686 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . l l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Кисилева

Заказ 993/7

5 тельными патрубками, на поверхности которых размешены спиральные элементы, верхнюю, промежуточную и нижнюю камеры со штуцерами ввода и вывода жидкости и штуцерами вывода газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет увеличения температурного напора 10 — 15% трубок вышерасположенной контактной ступени снабжены установленными в них с зазором патрубками с раструбами, а верхние концы соосных им распределительных патрубков нижерасположенной контактной

6 ступени установлены внутри раструбов, при этом остальные верхние концы распределительных патрубков этой ступени снабжены заглушками, а штуцер вывода газа нижней камеры соединен трубой со штуцером вывода газа промежуточной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.- Рамм В. М. Абсорбция газов. М., «Химия», 1976, с. 308.

2. Авторское свидетельство СССР № 782851, кл. В Ol D 53/18, 1976.