RU171603U1

RU171603U1 - Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов

Info

Publication number: RU171603U1
Application number: RU2016141048U
Authority: RU
Inventors: Виталий Геннадьевич Афанасенко; Рустем Рифович Даминев; Елена Александровна Муравьева; Петр Алексеевич Кулаков; Тамара Владимировна Григорьева; Валерия Валерьевна Пряничникова
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2017-06-07

Abstract

Полезная модель относится к конструкциям регулярных насадок для проведения тепломассообменных процессов в системе«газ-жидкость». Разработка может быть использована в нефтяной, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа.Целью полезной модели является повышение интенсификации массообмена за счет турбулизации жидкой фазы, а также за счет обеспечения возможности непрерывного перемешивания потоков жидкости, двигающейся в виде пленки по противоположным поверхностям вертикальных гофрированных элементов.Поставленная цель достигается тем, что регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов состоит из пакета вертикально установленных наклонных гофрированных элементов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом, согласно полезной модели гофрированные элементы выполнены из листов с просечками или сетки, размеры ячеек которых обеспечивают безотрывное течение жидкости по ней.Также каждая гофра вертикального элемента регулярной насадки для тепло- и массообменных аппаратов может быть снабжена надрезами по ребру, а сам гребень гофры обратно выгнут. 5 ил.

Description

Полезная модель относится к конструкциям регулярных насадок для проведения тепломассообменных процессов в системе«газ-жидкость». Разработка может быть использована в нефтяной, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа.

Известна регулярная насадка фирмы "Зульцер" (патент США 4643853, НКИ: 261-112 от 17.02.87), которая выполнена из вертикально установленных гофрированных листов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом. Гофры на каждом из листов расположены по диагонали и выполнены с отверстиями или насечками вдоль или поперек гофр.

Недостатком такой насадки является то, что она недостаточно эффективно обеспечивает равномерное распределение газовых и жидкостных потоков по поперечному сечению аппарата за счет свободного перемещения газа в поперечном направлении.

Похожей конструкцией обладает насадка «Оптифлоу» (Патент РФ 2099133, МПК 6: B01J 19/32, 35/04, 8/00, от 07.03.95), состоящая из вертикально установленных гофрированных листов с наклонно расположенными гофрами по отношению к потоку газа, имеющими регулярные окна в форме ромбов.

К недостаткам данной конструкции следует отнести то, что часть потока газа, проходящего вдоль гофр под углом к оси аппарата, значительно больше части потока газа, которая проходит вертикально через октаэдры, и поэтому не достигается существенное повышение эффективности тепло- и массообмена.

Известна конструкция регулярной насадки для тепло- и массообменных аппаратов (Патент РФ 2188706, МПК B01J 19/32, B01F 3/04, заявл. 15.01.2001) Насадка состоит из вертикально установленных гофрированных листов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом, а каждая гофра листа выполнена с обратно вогнутыми элементами, которые расположены в местах пересечения параллельных линий с ребрами гофр. На гофрах вдоль параллельных линий, в местах их пересечения с ребрами гофр, выполнены поперечные надрезы, а у каждого из надрезов размещены обратно вогнутые элементы в виде треугольников.

Недостатком подобной конструкции является низкая турбулизация жидкости и ограниченные возможности по перемешиванию ее в поперечном, по отношению вертикальному гофрированному элементу, направлении.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов в виде пакетов вертикальных гофрированных листов с наклонным рифлением, причем в смежных листах гофры имеют одинаковый, но противоположный угол наклона к вертикали, а вся гофрированная поверхность листов перфорирована горизонтальными рядами просечек. Согласно изобретению просечки выполнены с отогнутыми козырьками на ребрах и на вершинах гофр, причем козырьки на ребрах гофр и козырьки на вершинах ребер, отогнутые в сторону впадин гофр смежных листов, отклонены соответственно от поверхности ребер и от касательной к вершинам гофр на одинаковый угол, а угол отклонения от поверхности ребер козырьков, расположенных на вершинах гофр и отогнутых в сторону выступов гофр смежных листов, равен углу между касательной к вершинам гофр и поверхность ребер (А/с №1082470, МПК B01D 53/20, от 02.03.83 бил. №12)

Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности перехода газовой фазы в каналы образованные соседней парой листов без разрыва пленочного течения жидкости на поверхности гофрированных листов насадки. Т.е. переход может осуществляться только через отверстия в просечках, равномерно расположенных по всей поверхности элемента, что существенно снижает поверхность контакта фаз.

Задачей полезной модели является создание нового устройства - регулярной насадки для тепло- и массообменных аппаратов с достижением следующего технического результата: повышение интенсификации массообмена за счет обеспечения возможности перехода газовой фазы в каналы образованные соседней парой листов без разрыва пленочного течения жидкости на поверхности гофрированных листов насадки, а также за счет дополнительной турбулизации жидкой и газовой фазы.

Поставленная цель достигается тем, что регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов состоит из пакета вертикально установленных наклонно гофрированных элементов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом, при этом гофрированные элементы выполнены из листов с просечками. Согласно полезной модели каждая гофра вертикального элемента по ребру снабжена надрезами, между которыми гофра обратно выгнута.

На фиг. 1 представлен пакет вертикально установленных наклонных гофрированных элементов.

На фиг. 2 представлен гофрированный элемент регулярной насадки в виде листа, снабженного надрезами по ребру.

На фиг. 3 представлено распределение слоя жидкости по гофрированному элементу насадки в виде листа с просечками

Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, состоит из пакета вертикально установленных наклонно гофрированных элементов 1, соприкасающихся выступающими гофрами 2, 3 друг с другом, при этом гофрированные элементы выполнены из листов с просечками 4. Согласно полезной модели каждая гофра 2, 3 вертикального элемента 1 по ребру снабжена надрезами 5, между которыми гофра обратно выгнута.

В предлагаемой регулярной насадке обеспечивается равномерное распределение жидкости и газа по двум пересекающимся каналам, причем жидкость, под действием гравитационных сил, движется вниз в капельно-пленочном режиме, образуя на поверхности гофрированных элементов 1 насадки сплошной слой. Газовая фаза, заполняя пространство между листами, перемещается вверх не только в вертикальном (продольном), но и горизонтальном (поперечном) направлении. Это достигается за счет наличия наклонных гофр 2, 3 на вертикальных элементах 1 насадки.

Поперечные надрезы на гофрах 5 с обратно вогнутыми элементами (фиг. 2) позволяет дополнительно получить каналы для газовой фазы, пересекающие плоскость листа, а также получить между смежными листами завихритель потока для дополнительной турбулизации контактирующих сред.

Размеры просечек 4 на гофрированном элементе 1 насадки выбираются в зависимости от физико-химических свойств сред такими, чтобы обеспечивалось безотрывное течение жидкости по поверхности насадки (фиг 3). Это необходимо для исключения возможности прохождения газовой фазы через отверстия, и увеличения горизонтальных (поперечных) перемещений газового потока. В тоже время, отверстия созданные просечками 4 гофрированного элемента 1 обеспечивают перемешивание слоев жидкости стекающей по противоположным поверхностям вертикальных гофрированных элементов. Также просечки 4 создают дополнительные выпукло-вогнутые неровности на поверхности вертикального гофрированного элемента насадки 1, что дополнительно турбулизирует контактирующие потоки, повышая интенсивность массообменных процессов.

Предлагаемая насадка проста в изготовлении, может быть выполнена прокаткой или штамповкой.

Таким образом, выполнение вертикальных гофрированных снабженных по ребру надрезами, между которыми гофра обратно выгнута, обеспечивает повышение эффективности тепло- и массообмена в процессах разделения многокомпонентных смесей, таких как, например, ректификации, абсорбции, очистки, осушки и т.п., за счет частичного перехода газовой фазы в каналы, образованные соседней парой листов без разрыва пленочного течения жидкости, а также за счет турбулизации жидкой и газовой фазы, возникающей при обтекании обратно выгнутых надрезов ребер гофр.

Claims

Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, состоящая из пакета вертикально установленных наклонно гофрированных элементов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом, при этом гофрированные элементы выполнены из листов с просечками, отличающаяся тем, что каждая гофра вертикального элемента по ребру снабжена надрезами, между которыми гофра обратно выгнута.