RU2370311C1 - Насадка для массообменных аппаратов - Google Patents
Насадка для массообменных аппаратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370311C1 RU2370311C1 RU2008107736/15A RU2008107736A RU2370311C1 RU 2370311 C1 RU2370311 C1 RU 2370311C1 RU 2008107736/15 A RU2008107736/15 A RU 2008107736/15A RU 2008107736 A RU2008107736 A RU 2008107736A RU 2370311 C1 RU2370311 C1 RU 2370311C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- packing
- mass
- nozzle
- cylinder
- height
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к конструкции насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар(газ), например ректификации, абсорбции, десорбции, дистилляции и других процессах. Насадка для массообменных аппаратов выполнена в виде пустотелого цилиндра с турбулизирующими элементами. Турбулизирующие элементы выполнены в виде расположенных на внутренней и внешней поверхностях цилиндра открытых каналов, расположенных по винтовым линиям. Причем шаг винтовой линии не превышает высоты цилиндра, а отношение диаметра насадки к ее высоте равно 1-4. Наличие у насадки не только внешних, но и дополнительных внутренних открытых каналов, расположенных по винтовым линиям, способствует образованию в слое насадки винтового течения на внешней и внутренней поверхностях, а пересечение этих двух потоков при переходе с одной насадки на другую создает дополнительные местные завихрения жидкостного и газового потоков, улучшает межфазное перемешивание, что приводит к повышению эффективности массообмена и снижению гидравлического сопротивления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к конструкции насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении массообменных процессов в системах жидкость-пар (газ), например ректификации, абсорбции, десорбции, дистилляции и других процессах.
Известен элемент насадки для массообменных аппаратов, представляющие собой кольцо без дополнительных устройств, (см. Рамм В.М. «Абсорбция газов». Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: «Химия», 1976, с.313).
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является насадка для массообменных аппаратов, выполненная в виде пустотелого цилиндра, с расположенными на его внешней поверхности турбулизирующими элементами в виде открытых каналов, расположенных по винтовой линии (см. Патент №RU 2280492, МПК В01D 47/14, В01D 53/18 2006 г.).
Недостатками указанных насадок является недостаточная эффективность массообмена и высокое гидравлическое сопротивление.
Задачей изобретения является создание конструкции насадки, позволяющей повысить эффективность массообмена и снижение гидравлического сопротивления путем изменения профиля поверхности межфазного контакта.
Данная задача достигается за счет того, что насадка для массообменных аппаратов, выполненная в виде пустотелого цилиндра, с расположенными на его внешней поверхности турбулизирующими элементами в виде открытых каналов, расположенных по винтовой линии, согласно изобретению, насадка дополнительно снабжена расположенными по винтовой линии на внутренней поверхности цилиндра турбулизирующими элементами в виде открытых каналов.
При этом шаг винтовой линии не более высоты цилиндра и отношение диаметра насадки к ее высоте выполнено в пределах 1-4.
На фиг.1 схематично представлена насадка, общий вид в разрезе, на фиг.2 - вид насадки с верху на фиг.1.
Контактное устройство представляет пустотелый цилиндр 1 с внешним 2 и внутренним 3 открытыми каналами, расположенными по винтовым линиям.
Насадка для массообменных аппаратов работает следующим образом.
Для ведения технологического процесса необходимый объем аппарата засыпают внавал элементами насадки. Контакт между массообменивающимися потоками (жидкость-газ) происходит непрерывно в противотоке по всей высоте слоя насадки как на внешней, так и на внутренней поверхностях. Орошающая жидкость равномерно распределяется по поверхности слоя насадки и стекает по элементам вниз. Газ через распределительное устройство подается снизу аппарата и движется вверх. Наличие у насадки не только внешних 2, но и дополнительных внутренних 3 открытых каналов, расположенных по винтовым линиям с шагом не более высоты цилиндра, позволит увеличить ее свободный объем и внутреннюю поверхность, т.е. увеличить поверхность контакта взаимодействующих фаз, что приведет к интенсификации процесса массообмена, а также способствует образованию в слое насадки винтового течения не только на внешней, но и на внутренней поверхностях, а пересечение этих двух потоков при переходе с одной насадки на другую создает дополнительные местные завихрения жидкостного и газового потоков, лучшие условия для межфазного перемешивания, т.е. усиливает турбулизацию и повышает кратность обновления поверхности контакта взаимодействующих фаз, что приводит к повышению эффективности массообмена и снижению гидравлического сопротивления.
Одновременное расположение турбулизирующих винтовых каналов как на внешней, так и на внутренней поверхностях цилиндра приведет к самоориентации насадки по направлению к контактируемым потокам при загрузке в навал за счет того, что при одновременном закручивании контактируемой с насадкой жидкостью, находящейся в аппарате при загрузке внавал, при этом приблизительно 80% насадки укладывается соостно потоку, в результате чего возрастает пропускная способность насадки и ее удельная поверхность, что приводит к интенсификации процесса массообмена и снижению гидравлического сопротивления.
При выполнении шага винтовой линии не более высоты цилиндра увеличивается турбулизация взаимодействующих фаз, то есть повышается эффективность массообмена, одновременно за счет винтового движения на внешней и внутренней поверхностях потоков уменьшается гидравлическое сопротивление.
Минимальное значение шага винтовой линии составляет 5 мм, т.е.: 0,1 высоты цилиндра при высоте насадки 50 мм, 0,05 высоты цилиндра при высоте насадки 100 мм.
При выполнении шага винтовой линии менее 5 мм резко снижается эффективность массообмена за счет срыва пленки с поверхности насадки, что недопустимо.
Выполнение насадки с величиной отношения ее максимального диаметра к высоте в пределах 4-1 обеспечивает самоориентацию насадки при загрузке внавал, то есть снижает гидравлическое сопротивление и создает развитую удельную поверхность, приводя к повышению эффективности массообмена.
При шаге винтовой линии более высоты цилиндра резко снижается эффективность массообмена за счет уменьшения длины канала, что недопустимо.
При отношении максимального диаметра насадки к ее высоте менее 1 сокращается удельная поверхность насадки при ее хаотической загрузке в аппарат. При отношении максимального диаметра насадки к ее высоте более 4 увеличивается гидравлическое сопротивление, что недопустимо.
Результаты испытаний элемента насадки для массообмена приводятся ниже.
Пример 1
Насадка была выполнена в виде пустотелого цилиндра 1 со следующими размерами: высота Н=50 мм, диаметр D=50 мм, толщина 8=5 мм.
Каналы на внешней 2 и внутренней 3 поверхностях расположены по однозаходным винтовым линиям. Шаг винтовых линий - р на внешней и внутренней поверхностях 6,5 мм, глубина каналов 2,5 мм.
При испытаниях насадка загружалась внавал в колонну диаметром 0,6 м, высота слоя составляла 1 м. Загрузка насадки внавал показало, что 80% насадки укладывается соостно потоку.
Проведя гидравлические испытания при плотности орошения, равной 0, и скорости газа 2 м/с было получено значение потери напора, равное 43,2 мм вод. ст./пог.м, что по сравнению с кольцами Рашига размером 50×50×5, в 1,4 раза меньше, а по сравнению с прототипом в 1,14 раз.
При плотности орошения, равной 10 м3/(м2*ч), и скорости газа 2 м/с гидравлическое сопротивление насадки в 2,7 раз меньше по сравнению с кольцами Рашига размером 50×50×5 и в 1,3 раза - по сравнению с прототипом, а коэффициент массопередачи возрастает на 11% по сравнению с прототипом.
Пример 2
Насадка была выполнена в виде пустотелого цилиндра 1 со следующими размерами: высота Н=12.5 мм, диаметр D=50 мм, толщина S=5 мм.
Каналы на внешней 2 и внутренней 3 поверхностях расположены по однозаходным винтовым линиям. Шаг винтовых линий - р на внешней и внутренней поверхностях 5 мм, глубина каналов 1,5 мм.
При испытаниях насадка загружалась внавал в колонну диаметром 0,6 м, высота слоя составляла 1 м. Загрузка насадки внавал показало, что 80% насадки укладывается соостно потоку.
Проведя гидравлические испытания при плотности орошения, равной 0, и скорости газа 2 м/с, было получено значение потери напора, равное 30,1 мм вод. ст./пог.м, что по сравнению с кольцами Рашига размером 50×50×5 в 2 раза меньше, а по сравнению с прототипом в 1,6 раз.
При плотности орошения равной 10 м3/(м2*ч) и скорости газа 2 м/с гидравлическое сопротивление насадки в 3,8 раз меньше по сравнению с кольцами Рашига размером 50×50×5 и в 2,2 раза по сравнению с прототипом, а коэффициент массопередачи возрастает на 23%, по сравнению с прототипом.
Изобретение позволяет снизить гидравлическое сопротивление и повысить эффективность массообмена за счет выполнения турболизирующих элементов в виде открытых каналов, расположенных по винтовой линии, причем шаг винтовой линии не более высоты цилиндра и отношение диаметра насадки к ее высоте выполнено в пределах 1-4.
1. Рамм В.М. «Абсорбция газов». Изд. 2-е перераб. и доп. - М., Химия, 1976,656 с.
2. Патент RU 2280492, МПК В01D 47/14, В01D 53/18 2006 г.
Claims (3)
1. Насадка для массообменных аппаратов, выполненная в виде пустотелого цилиндра с расположенными на его внешней поверхности турбулизирующими элементами в виде открытых каналов, расположенных по винтовой линии, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена расположенными по винтовой линии на внутренней поверхности цилиндра турбулизирующими элементами в виде открытых каналов.
2. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что отношение диаметра насадки к ее высоте равно 1-4.
3. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что шаг винтовой линии открытых каналов не превышает высоты цилиндра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107736/15A RU2370311C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Насадка для массообменных аппаратов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107736/15A RU2370311C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Насадка для массообменных аппаратов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2370311C1 true RU2370311C1 (ru) | 2009-10-20 |
Family
ID=41262871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008107736/15A RU2370311C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Насадка для массообменных аппаратов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2370311C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607441C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-01-10 | Олег Савельевич Кочетов | Контактный теплообменник кочетова с активной насадкой |
RU2611443C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-02-22 | Олег Савельевич Кочетов | Фильтр с зернистым адсорбентом |
RU2612485C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-03-09 | Олег Савельевич Кочетов | Утилизатор тепла с кипящим слоем |
RU2623770C2 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-06-29 | Олег Савельевич Кочетов | Фильтр с адсорбентом непрерывного действия |
RU2716769C1 (ru) * | 2019-05-06 | 2020-03-16 | Руслан Ильдарович Салимгареев | Газораспределительное устройство |
-
2008
- 2008-03-03 RU RU2008107736/15A patent/RU2370311C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607441C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-01-10 | Олег Савельевич Кочетов | Контактный теплообменник кочетова с активной насадкой |
RU2611443C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-02-22 | Олег Савельевич Кочетов | Фильтр с зернистым адсорбентом |
RU2612485C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-03-09 | Олег Савельевич Кочетов | Утилизатор тепла с кипящим слоем |
RU2623770C2 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-06-29 | Олег Савельевич Кочетов | Фильтр с адсорбентом непрерывного действия |
RU2716769C1 (ru) * | 2019-05-06 | 2020-03-16 | Руслан Ильдарович Салимгареев | Газораспределительное устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2370311C1 (ru) | Насадка для массообменных аппаратов | |
Zhu et al. | Taylor flow and mass transfer of CO2 chemical absorption into MEA aqueous solutions in a T-junction microchannel | |
Specchia et al. | Absorption in packed towers with concurrent upward flow | |
KR102245937B1 (ko) | 정적 요소, 하나 이상의 정적 요소의 용도, 교반식 액체-액체 접촉기 및 교반식 액체-액체 접촉기의 용도 | |
Kumar et al. | Augmented mass transfer in liquid-liquid flow through microchannels of different geometries | |
EP3132848A1 (en) | Packing element for a structured packing with specific mounting clips | |
JP4678602B2 (ja) | 液相および気相の混合分配方法 | |
RU2608526C1 (ru) | Короткослоевая насадка | |
JP7499230B2 (ja) | 構造化充填物 | |
Azimian Fereydani et al. | Experimental study of extraction fraction and mass transfer coefficient in a microchannel using butyl acetate/acetic acid/water chemical system | |
RU2607730C1 (ru) | Массообменная колонна с перекрестным током жидкой и газовой (паровой) фаз системы "ПЕТОН" | |
Nedeltchev et al. | A new correction factor for theoretical prediction of mass transfer coefficients in bubble columns | |
RU131311U1 (ru) | Насадка для массообменного аппарата | |
Zhang et al. | Liquid-bridge flow on a vertical spiral spring and its mass transfer characteristics | |
CN204699428U (zh) | 一种实用填料塔 | |
JPS6155504A (ja) | 二相混合物を均一に分配する装置 | |
RU2647029C1 (ru) | Массообменный аппарат | |
RU219832U1 (ru) | Распределитель дисперсной фазы | |
Azizi et al. | Packing effect on mass transfer and hydrodynamics of rising toluene drops in stagnant liquid | |
Brunazzi et al. | Hydrodynamics of a gas-liquid column equipped with MellapakPlus packing | |
CN108686593B (zh) | 多尺度微结构反应器 | |
Dmitrieva et al. | Determination of heat transfer coefficient of falling film to the gas flow in the jet-film contact device | |
Loizou et al. | Effect of Fluid Properties on Droplet Generation in a Microfluidic T-Junction | |
RU170601U1 (ru) | Насадка для тепломассообменных аппаратов | |
Chinnov et al. | Features of two-phase flow in a rectangular microchannel with the height of 300 μm |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100304 |