SU1445747A1 - Heat-mass-exchange apparatus - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудоваиию дл  проведени  различных химических реакций в системах газ-суспензи , газ-жидкость . Цель изобретени  - интенсификаци  теплообмена при проведении процессов, протекающих в гетерогенных средах за счет поперечного обтекани  труб и закрутки потока и повышение производительности. Тепломассообменный аппарат содержит корпус с рубашкой, внутри которого на вертикальных теплообменных трубах установлены перегородки в виде полых усеченных через один конусов ребрами и прорез ми, расположенными по дуге, причем вертикальные трубы по периметру охвачены спиральной лентой в виде сплющенной трубы. Рассто ние между конусами выполнено переменным , увеличивающимс  по мере увеличени  высоты их расположени . 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to equipment for carrying out various chemical reactions in gas-slurry, gas-liquid systems. The purpose of the invention is the intensification of heat transfer during the processes occurring in heterogeneous environments due to the transverse flow of pipes and swirling flow and increasing productivity. The heat and mass transfer apparatus includes a housing with a jacket, inside of which, on vertical heat exchange pipes, partitions are installed in the form of hollow truncated fins through one cone and slots along the arc, with vertical pipes around the perimeter covered by a spiral tape in the form of a flattened pipe. The distance between the cones is made variable, increasing as their height increases. 1 hp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к тепломассооб- менным аппаратам, которые могут быть использованы дл  проведени  экзо- и эндотермических реакций с выделением газообразных продуктов.The invention relates to heat and mass transfer apparatus that can be used to conduct exothermic and endothermic reactions with the release of gaseous products.

Цель изобретени  - интенсификаци  теплообмена при проведении процессов, протекающих в гетерогенных средах, за счет поперечного обтекани  труб и закрутки потока и повышение производительности.The purpose of the invention is the intensification of heat transfer during the processes occurring in heterogeneous media due to the transverse flow of the pipes and the swirling of the flow and an increase in productivity.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed apparatus, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; in fig. 4 — node 1 in FIG. one.

Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с рубашкой 2 формы И эллиптической крышки 3. Внутри аппарата вертикально установлены по концентрическим окружност м трубы-штан и 4, которые выполнены в виде теплообменных элементов, охваченных по периметру спиральной лентой 5 в виде сплюснутой трубы. Аппарат по высоте разделен на зоны перегородками в виде полых конусов 6 и усеченных полых конусов 7, причем наружный диаметр усеченного конуса больше наружного диаметра полного конуса. Перегородки установлены по высоте так, что рассто ние между ними возрастает по мере увеличени  высоты их расположени . Бокова  поверхность перегородки конуса имеет прорези 8, расположенные по дуге. На продолжении этой дуги снизу к боковой поверхности конуса приварены ребра 9.The device consists of a vertical cylindrical body 1 with a jacket 2 forms and an elliptical cover 3. Inside the device vertically installed along the concentric circles of the pipe-pants and 4, which are made in the form of heat exchange elements, circumscribed around the perimeter of the spiral tape 5 in the form of oblate pipe. The device height is divided into zones by partitions in the form of hollow cones 6 and truncated hollow cones 7, and the outer diameter of the truncated cone is larger than the outer diameter of the full cone. The partitions are set in height so that the distance between them increases as their height increases. The side surface of the partition wall of the cone has slots 8 located along the arc. On the continuation of this arc, ribs 9 are welded to the lateral surface of the cone.

Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.

В аппарат заливаетс  реакционна  вода. В теплообменные устройства и рубашку подаетс  пар. При достижении 175-190°С начинаетс  разложение раствора нитрата марганца с образованием частиц диоксида марганца и выделением газообразных окис- ;JOB азота и паров воды. Поднимающа с  парогазова  смесь, встретив на своем пути направленную конусом вверх перегородку 6, раздел етс  на два потока.Reaction water is poured into the apparatus. Steam is supplied to the heat exchangers and the jacket. When reaching 175-190 ° C, decomposition of the manganese nitrate solution begins with the formation of manganese dioxide particles and the release of gaseous oxide-; JOB nitrogen and water vapor. The rising vapor-gas mixture, having met with a cone upward partition 6 on its way, is divided into two streams.

Один поток, который огибает перегородку по периферии, измен ет направление своего движени  так, что реализуетс  поперечное обтекание теплообменных труб.One flow, which goes around the partition at the periphery, changes its direction of movement in such a way that transverse flow of heat exchange tubes is realized.

Друга  часть потока, оказавша с  на нижней поверхности конуса движетс  вдоль дугообразных ребер 9, приобретает вращательное движение и через прорези 8The other part of the flow, appearing on the lower surface of the cone, moves along the arcuate ribs 9, acquires a rotational motion and through the slots 8

устремл етс  в вышерасположенную зону, обтека  вертикальные трубки по спирали. Наличие ленты в виде сплющенной трубы, навитой по спирали на вертикальные трубы, придает этому движению устойчивый харак- тер. Такое же-разделение потока парогазовой смеси имеет место при обтекании перегородки в виде сужающегос  кверху усеченного конуса 7. Одна часть потока, достигнув ребер 9, приобретает вращательноеrushes into the upstream zone, spiral vertical tubes around the vertical. The presence of a tape in the form of a flattened pipe, wound in a spiral on vertical pipes, gives this movement a stable character. The same separation of the gas-vapor mixture flow takes place when the partition is flowed in the form of a truncated cone 7 narrowing upward. One part of the flow, having reached the fins 9, acquires a rotational

0 движение и через прорези 8 в перегородке поступает в выщерасположенную зону, сохран   вращательное движение. Другой поток , пройд  через центральное отверстие в конусе, расщир етс , мен ет направление движени , .обтека  трубки под углом, близким к 90°. Изменение направлени  этой части потока обусловлено наличием выше- расположенной конусной перегородки, установленной на вертикальной траектории движени  парогазовой смеси.0 movement and through the slots 8 in the partition enters the vyshoraspolozhennuyu zone, preserving the rotational motion. The other flow, passing through the central opening in the cone, is widened, changes the direction of movement, the flow of the tube at an angle close to 90 °. The change in direction of this part of the flow is due to the presence of the above-located conical partition mounted on the vertical trajectory of the vapor-gas mixture.

0 Таким образом, обеспечиваетс  интенсивный теплообмен за счет поперечного обтекани  теплообменных труб и закрутки потока, что способствует увеличению производительности аппарата.0 Thus, an intensive heat exchange is ensured due to the transverse flow past the heat exchange tubes and the flow swirl, which contributes to an increase in the productivity of the apparatus.

5five

Claims (2)

1. Тепломассообменный аппарат, включающий корпус с рубашкой, внутри которого по высоте на вертикальных штангах- трубах, расположенных по концентрическим1. Heat and mass transfer apparatus, including a housing with a jacket, inside of which the height on the vertical tube rods located along concentric окружност м, установлены перегородки в виде полых усеченных конусов в ребрами, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации теплообмена при проведении процессов , протекающих в гетерогенных средах,circumferences, partitions in the form of hollow truncated cones in the ribs are installed, characterized in that, in order to intensify heat exchange during the processes occurring in heterogeneous media, за счет поперечного обтекани  труб к закрутки потока и повышени  производительности по целевому продукту, аппарат снабжен полыми кону..оми, расположенными между усеченными, при этом рассто ние между конусами выполнено переменным, увеличивающимс  по мере увеличени  высоты их расположени , вершины конусов направлены вверх, а в боковых поверхност х конусов выполнены прорези, расположенные по дуге. due to the transverse flow of the pipes to the swirling flow and increasing the productivity of the target product, the device is equipped with hollow bombs. Omi located between the truncated ones, the distance between the cones being variable, increasing as their height increases, the tops of the cones are directed upwards, and in the side surfaces of the cones there are slots arranged in an arc. 2. Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что щтанги-трубы выполнены в виде теплообменных элементов, охваченных по периметру спиральной лентой в виде сплющенной трубы.2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the shtangi-tubes are made in the form of heat exchange elements, covered around the perimeter with a spiral tape in the form of a flattened tube. А АA a Фиг.FIG. Фиг.22 Фи&ЛPhil 6-Б 76-B 7