RU201929U1 - Насадка для тепло- и массообменных процессов - Google Patents
Насадка для тепло- и массообменных процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU201929U1 RU201929U1 RU2020114430U RU2020114430U RU201929U1 RU 201929 U1 RU201929 U1 RU 201929U1 RU 2020114430 U RU2020114430 U RU 2020114430U RU 2020114430 U RU2020114430 U RU 2020114430U RU 201929 U1 RU201929 U1 RU 201929U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- revolution
- inner body
- mass transfer
- heat
- outer ring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к насадкам, применяемым в колонных аппаратах, прежде всего для проведения тепло- и массообменных процессов ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической, энергетической, металлургической, пищевой, фармакологической и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах разделения нефтешламов, отработанных растворов углеводородов, растворителей и других веществ для их разделения и очистки на молекулярном уровне. Насадка для тепло- и массообменных процессов выполнена в виде расположенных одно внутри другого тел вращения, выполненных из одного и того же материала с эффектом памяти и имеющих форму цилиндрических поверхностей, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, выполненного в виде колец Рашига, и уложенных упорядоченно в ряды. При этом отношение наружного диаметра внутреннего тела вращения к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, причем внутреннее тело вращения выполнено в виде двух частей, соединенных между собой винтовыми пружинами. Техническим результатом является увеличение производительности. 2 ил.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к насадкам, применяемым в колонных аппаратах, прежде всего для проведения тепло- и массообменных процессов ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической, энергетической, металлургической, пищевой, фармакологической и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах разделения нефтешламов, отработанных растворов углеводородов, растворителей и других веществ для их разделения и очистки на молекулярном уровне.
Известна насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных тел вращения, имеющих форму цилиндрических поверхностей, и внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, при этом тела вращения выполнены в виде колец Рашига и соединены на торцовых частях посредством не менее двух пружин, а отношение наружного диаметра внутреннего кольца равно 0,7, а отношение их высот лежит в пределах:
где h и H – соответственно высоты внутреннего и наружного колец (Описание полезной модели к патенту РФ №148733, В01J 19/00, 2014 г.).
К недостаткам этой конструкции относится постоянство поверхности обоих тел вращения, выполненных в виде колец Рашига, что не позволяет регулировать поверхности тепло- и массопередачи между паром и жидкостью и не позволяет получать постоянно высокую концентрацию легколетучего компонента в паре на выходе из колонны, а значит снижает производительность по этому компоненту и всей конструкции в целом.
Известна насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных посредством двух пружин тел вращения, имеющих форму цилиндрических поверхностей, и внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, выполненного в виде колец Рашига и уложенных упорядоченно в ряды, при этом отношение наружного диаметра внутреннего тела вращения к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, а отношение их высот лежит в пределах:
где h и H – соответственно высоты внутреннего и наружного кольца, причем внутреннее тело вращения выполнено равномерно перфорированным с положительной плавучестью в рабочей жидкости и соединено с наружным кольцом на нижнем кольце (Описание полезной модели к патенту РФ №162267, В01J 19/30, 2016 г.).
Недостатком данной насадки для тепло- и массообменных процессов является постоянная величина поверхностей кольца Рашига и внутреннего тела вращения, что в процессе ректификации не позволяет изменять величину этих поверхностей при изменении температуры пара жидкости. Это ухудшает скорость тепло- и массообменных процессов и снижает концентрацию легколетучего компонента в паре на выходе из колонны, а значит уменьшает производительность по этому компоненту.
Известна насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных посредством двух пружин тел вращения, имеющих форму цилиндрических поверхностей, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, выполненного в виде колец Рашига и уложенных упорядоченно в ряды, при этом отношение наружного диаметра внутреннего тела вращения к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, а внутреннее тело вращения выполнено равномерно перфорированным, отличающаяся тем, что внутреннее тело вращения выполнено из материала, обладающего эффектом памяти, и соединено с наружным кольцом на верхнем торце, а отношение высоты внутреннего тела вращения к высоте наружного кольца лежит в пределах:
где h и H – соответственно высоты внутреннего тела вращения и наружного кольца, м (Описание полезной модели к патенту РФ №174152, ВО1J 19/30, 2017 г.).
Недостатком данной насадки для тепло- и массообменных процессов является недостаточная поверхность контакта фаз, из-за чего уменьшается производительность самой конструкции.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных посредством двух пружин тел вращения, имеющих форму цилиндрических поверхностей, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, выполненного в виде колец Рашига, и уложенных упорядоченно в ряды, при этом отношение наружного диаметра внутреннего тела вращения к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, а внутреннее тело вращения выполнено равномерно перфорированным из материала, обладающего эффектом памяти, и соединено с наружным кольцом на верхнем торце, причем наружное кольцо выполнено из того же материала, обладающего эффектом памяти, что и внутреннее тело вращения, а отношение высоты внутреннего тела вращения к высоте наружного кольца в горячем рабочем состоянии лежит в пределах:
где h и Н - соответственно высоты внутреннего тела вращения и наружного кольца, м (Описание полезной модели к патенту РФ №189422, ВО1J 19/30, 2019 г.).
Недостатком данной насадки для тепло- и массообменных процессов является недостаточная подвижность внутреннего тела вращения относительно наружного кольца, которая уменьшает скорость тепло- и массопереноса, а значит уменьшается производительность самой конструкции.
Техническим результатом предлагаемой конструкции насадки для тепло- и массообменных процессов ректификации является увеличение производительности.
Технический результат достигается тем, что насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого тел вращения, выполненных из одного и того же материала с эффектом памяти и имеющих форму цилиндрических поверхностей, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, выполненного в виде колец Рашига, и уложенных упорядоченно в ряды, при этом отношение наружного диаметра внутреннего тела вращения к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, причем внутреннее тело вращения выполнено в виде двух частей, соединенных между собой винтовыми пружинами, а отношение высоты внутреннего тела вращения к высоте наружного кольца в горячем рабочем состоянии лежит в пределах:
где h и H – соответственно высоты внутреннего тела вращения и наружного кольца, м.
Выполнение внутреннего тело вращения виде двух частей, соединенных между собой винтовыми пружинками, позволяет насадке совершать осевые и продольные колебания относительно друг друга и внутри наружного кольца, что способствует увеличению скорости тепло- и массопередачи, а значит и производительности.
Выполнение внутреннего тело вращения разделенного на две части и соединенных между собой посредством винтовых пружинок, позволяет проводить свободно регенерацию, так как они не соединены жестко между собой, а свободно устанавливается внутри внутреннего тела вращения относительно наружного кольца. Их можно разбирать, что в свою очередь уменьшит время очистки и увеличит время основной работы, а значит и повысит производительность.
В горячем рабочем состоянии увеличение диапазона отношения (1) высот внутреннего тела вращения и наружного кольца до величин 0,6÷0,7 приводит к росту поверхности внутреннего кольца на 30-40%, что способствует увеличению скорости тепло- и массопередачи, а значит и производительности.
Уменьшение нижнего значения отношения (1) до предела, равного 0,6, приводит к снижению поверхности тепло- и массопередачи внутреннего тела вращения, что приводит к снижению производительности. Увеличение верхнего предела отношения (1), равного 0,7 может вызвать при монтаже внутреннего тела вращения на наружном кольце перекос их установки относительно друг друга или в процессе работы при колебаниях внутреннего кольца под действием потока газа, а также удары внутреннего кольца о торцы наружных колец в выше- и ниже расположенных рядах, приводящие к механическим повреждениям, уменьшенной амплитуды колебаний внутреннего кольца или их полному прекращению и снижению производительности.
Использование для изготовления наружного кольца и внутреннего тела вращения одного и того же материала, обладающего эффектом памяти, позволяет значительно упростить и ускорить процессы очистки и удаления термических тепло- и массопередающих поверхностей наружного кольца и внутреннего тела вращения, что будет способствовать увеличению производительности.
При остановке работы колонны температура наружных колец и внутреннего тела вращения уменьшается, их высоты Н и h также уменьшаются до величины, соответствующей их размерам в холодном состоянии. При таких предельных изменениях размеров термические отложения (солевой камень, сажа и др.) растрескиваются, разламываются и легко смываются водой или раствором или сдуваются сжатым воздухом. Это уменьшает время подготовки колонны с насадкой к новому циклу работы, а значит увеличивает основное время ее работы и производительность.
На фиг. 1 в разрезе изображено кольцо Рашига с внутренним телом вращения в разрезе, на фиг. 2 показана упорядоченно уложенная насадка предлагаемой конструкции в массообменном аппарате.
Насадка для тепло- и массообменных процессов состоит из наружного кольца 1 с внутренним диаметром D и высотой H и внутреннего тела вращения с внешним диаметром d и высотой h. Внутреннее тело вращения выполнено в виде двух частей – верхней 2 и нижней 3, соединенных между собой двумя винтовыми пружинками 4. Отношение внешнего диаметра d внутреннего тела вращения, разделенного на две части верхнюю 2 и нижнюю 3, к внутреннему диаметру D наружного кольца 1 равно 0,7, а отношение их высот в нагретом горячем рабочем состоянии подчиняется условию (1). Наружное кольцо 1 и внутреннее тело вращения, разделенные на две части верхнюю 2 и нижнюю 3, выполнены из одного и того же материала, обладающего эффектом памяти формы. Наружные кольца 1 упорядоченно установлены на опорных решетках внутри колонны, а внутри каждого наружного кольца 1 установлены внутренние тела вращения, разделенные на две части: верхнюю 2 и нижнюю 3.
Торцы наружных колец 1 не взаимодействуют с торцами внутренних тел вращения, разделенных на две части верхнюю 2 и нижнюю 3, и последние могут свободно колебаться на пружинках 4 внутри наружных колец 1.
Насадка для тепло- и массообменных процессов работает следующим образом. Крупные наружные кольца 1 укладываются правильными рядами со сдвигом верхних рядов относительно нижних, при этом послойно внутри каждого наружного кольца 1, устанавливается внутреннее тело вращения, выполненное в виде верхней 2 и нижней 3 частей, соединенных между собой винтовыми пружинками 4. Сверху насадка орошается жидкостью, а снизу подается газ (пар). Под действием потока газа каждое внутреннее тело вращения, выполненное в виде верхней 2 и нижней 3 частей, соединенных между собой винтовыми пружинками 4, совершает осевые колебания, которые передаются всплывающими пузырьками газа. Это обстоятельство приводит к интенсификации тепло- и массообмена на границе раздела фаз газа и жидкости и к увеличению производительности тепло- и массообменных процессов в целом. Под действием тепла наружного кольца 1 вместе с внутренним телом вращения, разделенного на две части верхнюю 2 и нижнюю 3, выполненные из одного материала, обладающего эффектом памяти, начинает увеличивать свою длину, что приводит к увеличению поверхности тепло- массопередачи. Особенно эффективно в использовании предлагаемой конструкции насадки в массообменных насадочных колоннах с пульсирующей подачей газа или пара.
При завершении цикла работы снижается температура внешние кольца Рашига и внутреннее тело вращения, выполненные из одного и того же материала, обладающего эффектом памяти, начинают уменьшаться в длине на 10-20%. Это приводит к растрескиванию термических отложений и способствует их удалению из насадки при продувке воздухом или промывке водой. Это уменьшает время подготовки насадочной колонны к основному циклу работы и соответственно к увеличению производительности.
Таким образом, изготовление наружного кольца 1 вместе с внутренним телом вращения, выполненных из одного и того же материала с эффектом памяти и подчиняющимся соотношению (1), а также выполнение внутреннего тела вращения в виде верхней 2 и нижней 3 частей, которые могут свободно колебаться на винтовых пружинках 4 внутри наружных колец 1, позволяет насадке совершать осевые колебания, что приводит к увеличению производительности. За счет того что наружное кольца 1 вместе с внутренним телом вращения, разделенные на две части верхнюю 2 и нижнюю 3, не соединены жестко между собой, их можно свободно разбирать и проводить регенерацию. После остановке работы колонны температура наружных колец 1 и внутреннего тела вращения уменьшается, их высоты Н и h при этом уменьшаются до величины, соответствующей их размерам в холодном состоянии. Это будет способствовать уменьшению времени очистки и увеличению времени основной работы, а значит и повысит производительность.
Claims (3)
- Насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого тел вращения, выполненных из одного и того же материала с эффектом памяти и имеющих форму цилиндрических поверхностей, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, выполненного в виде колец Рашига, и уложенных упорядоченно в ряды, при этом отношение наружного диаметра внутреннего тела вращения к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, отличающаяся тем, что внутреннее тело вращения выполнено в виде двух частей, соединенных между собой винтовыми пружинами, а отношение высоты внутреннего тела вращения к высоте наружного кольца в горячем рабочем состоянии лежит в пределах:
- где h и H – соответственно высоты внутреннего тела вращения и наружного кольца, м.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114430U RU201929U1 (ru) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Насадка для тепло- и массообменных процессов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114430U RU201929U1 (ru) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Насадка для тепло- и массообменных процессов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU201929U1 true RU201929U1 (ru) | 2021-01-21 |
Family
ID=74212686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020114430U RU201929U1 (ru) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Насадка для тепло- и массообменных процессов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU201929U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4067936A (en) * | 1970-12-18 | 1978-01-10 | Mass Transfer Limited | Fluid-fluid contact apparatus |
RU45650U1 (ru) * | 2004-12-22 | 2005-05-27 | Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина | Элемент насадки для масообменных аппаратов |
EP2380659A1 (de) * | 2010-04-21 | 2011-10-26 | De Dietrich Process Systems GmbH | Füllkörper vom Pallringtyp |
RU167780U1 (ru) * | 2016-07-18 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Насадка для тепло-массообменных процессов |
RU189422U1 (ru) * | 2019-03-01 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Насадка для тепло- и массообменных процессов |
-
2020
- 2020-04-23 RU RU2020114430U patent/RU201929U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4067936A (en) * | 1970-12-18 | 1978-01-10 | Mass Transfer Limited | Fluid-fluid contact apparatus |
RU45650U1 (ru) * | 2004-12-22 | 2005-05-27 | Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина | Элемент насадки для масообменных аппаратов |
EP2380659A1 (de) * | 2010-04-21 | 2011-10-26 | De Dietrich Process Systems GmbH | Füllkörper vom Pallringtyp |
RU167780U1 (ru) * | 2016-07-18 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Насадка для тепло-массообменных процессов |
RU189422U1 (ru) * | 2019-03-01 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Насадка для тепло- и массообменных процессов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU189422U1 (ru) | Насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU196444U1 (ru) | Насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU167780U1 (ru) | Насадка для тепло-массообменных процессов | |
RU162267U1 (ru) | Насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU201929U1 (ru) | Насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU174152U1 (ru) | Насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU160198U1 (ru) | Насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU200833U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU201960U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU196323U1 (ru) | Насадка для массообменного аппарата | |
RU205538U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU201934U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU202051U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU195485U1 (ru) | Насадка для массообменных процессов | |
RU196326U1 (ru) | Массообменный аппарат | |
RU181419U1 (ru) | Абсорбер | |
RU201933U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU201974U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU200832U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU217501U1 (ru) | Насадка для массообменных процессов | |
RU206080U1 (ru) | Насадка для массообменного аппарата | |
RU217502U1 (ru) | Насадка для массообменных процессов | |
RU200775U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов | |
RU196325U1 (ru) | Абсорбер | |
RU200863U1 (ru) | Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201011 |