SU904752A1 - Насадочное устройство дл массообменных аппаратов - Google Patents

Description

() НАСАДОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ

1

Изобретение относитс  к конструкци м дл  взаимодействи  газа (пара) и жидкости и может быть использовано дл  проведени  процессов тепломассообмена , в пищевой, фармацевтической и химической промышленност х .

Известны устройства дл  взаимодействи  газожидкостных потоков, состо щие из цилиндрического корпуса и насадки, работающей в режиме эмульгировани .

Однако они не позвол ют создавать устойчивого режима эмульгировани , вследствие необходимости строгого соотношени  скоростей движени  потоков , что в услови х промышленных аппаратов не всегда удаетс  обеспечить . Отклонени  от режимов приводит к выбросу жидкой фазы или срыву эмульгировани .

Известна насадочна  колонна, включающа  в себ  цилиндрический корпус , внутри которого размещаетс  насадка , выполненна  из колец Рашига АППАРАТОВ

и распределительные устройства дл  жидкой фазы U1.

Конструкци  имеет р д недостатков . Колонна работает в чисто пленочном режиме, что снижает интенсивность взаимодействи  фаз. Не исполь зуетс  режим эмульгировани . В местах сопр жени  корпуса устройства с насадкой возникает байпас по жидкой фазе. Не обеспечиваетс  равномерное распределение жидкой фазы по площади всей насадки. Все это уменьшает интенсивность проведени  процессов тепломассообмена .

Цель изобретени  - создание по высоте зон устойчивого эмульгировани  и равномерное распределение фаз по сечению аппарата.

Claims (2)

1. Цель достигаетс  тем, что в корпусе , внутри которого размещена насадка и распределительное устройство , насадка выполнена в виде трех периодически чередующихс  слоев, при этом свободное сечение среднего сло  390 . насадки в 2-10 раз больше свободного сечени  верхнего сло  насадки и свободное сечение нижнего сло  в 2-8 раз меньше свободного сечени  верхнего сло  насадки, а распределительное устройство установлено в нижнем слое насадки. Распределительное устройство дл  жидкости выполнено в виде вертикального цилиндра, заглушенного с ниж-О него торца и снабженного горизонталь ными радиальными патрубками с перфораци ми и направл ющими вертикальн ми пластинами. Кроме того, в верхнем слое насадки на ее периферии устанавливают плоские горизонтальные кольца, исклю чающие байпас в месте сопр жени  кор пуса колонны и насадки. На фиг. 1 изображена предлагаема  конструкци  насадки5 на фиг. 2 - сечение по А-А фиг. 1. Насадочное устройство состоит из цилиндрического вертикального корпуса 1, внутри которого размещена насадка, выполненна , например в виде колец Рашига, состо ща  из 3-х слоев: верхнего сло  насадки 2, среднего 3, нижнего k. Свободное сечение верхнто сло  выполнено меньше , чем среднего сло , а нижнего меньше 2-х предыдущих за счет различи  геометрических размеров тел на садки . В нижнем слое насадки k имеетс  распределительное устройство дл  жидкой фазы, выполненное в виде вертикального цилиндра 5, снабженного горизонтальными радиальными пат рубками 6 с перфораци ми и направл ющими вертикальными пластинами 7. Пор док чередовани  слоев насадки в нижней части устройства аналогичен вышеописанному. Насадка может быть выполнена не только из колец Рашига но и различной спирали, дубовой клеп ки и т.д. Работает предлагаема  конструкци  следующим образом. Жидка  фаза подаетс  в колонну сверху и стекает через верхний слой насадки 2 в виде пленки. Взаимодействие жидкости и пара происходит в пленочном режиме. Достигнув среднего сло  насадки 3 жидкость прова ливаетс  через него на нижний слой 4, так как в слое 3 свободное сечени насадки выбрано из услови  свободно перемещени  жидкости в вертикальном 2 горизонтальном направлени х.Ьез задержки. Свободное сечение нижнего сло  насадки 4 обеспечивает такие скорости парового потока, при которых жидкость не способна стекать через низкий слой насадки , Здесь, за счет увеличени  плотностей орошени  и скорости газа, возникает режим эмульгировани . Этот режим наиболее эффективен, так как, наблюдаетс  наиболее интенсивное взаимодействие фаз, максимальные врем  и поверхность их контакта. Эмульгированный слой жидкости заполн ет, в зависимости от соотношени  потоков,-определенный объем среднего сло  насадки 3 и стекает в вертикальный цилиндр 5 распределительного устройства. В последнем возникает столб жидкости, который обеспечивает перетекание жидкой фазы по патрубкам 6 и орошени  верхнего среза верхнего сло  насадки 2. Движение жидкости и пара в нижележащей насадке повтор етс . Процесс массообмена между паром и жидкостью протекает везде, где есть их контакт, Наиболее интенсивна  зона массообмена лежит над нижним слоем насадки 4 в области, где возникает режим .эмульгировани . Поскольку область эмульгировани  занимает только средний слой 3 и нижнюю часть верхнего сло  2, а не всю насадку как в аналогах, то допускает некоторое колебание скорости парового потока. Если по каким-то причинам в производственных услови х будут допущены увеличени  скорости пара, то область эмульгировани  увеличитс , но режима захлебывани  не наступит , так как верхний слой насадки 2 выполн ет функцию сепаратора, а перетекание жидкости через нижний слой насадки осуществл етс  через распределительное устройство. Снабжение цилиндра 5 вертикальными направл ющими пластинами обеспечивает вертикальную установку цилиндра, что необходимо дл  равномерного распределени : жидкости по горизонтальному сечению устройства. I Установленные в верхнем слое насадки 2 горизонтальные пластины 8 исключают байпас по жидкой фазе. Как показывают эксперименты, дл  обеспечени  вышеописанного пор дка движени  жидкости и пара необходимо, чтобы свободное сечение среднего сло  59 насадки было в 2-10 раз больше свобо ного сло  верхнего сло  насадки, а свободное сечение нижнего сло  насадки в 2-8.раз меньше свободного сечени  верхнего сло  насадки, Таким образом, предлагаема  конструкци  насадочного устройства дл  массообменных аппаратов позвол ет созд вать устойчивый и эффективный режим эмульгировани  .Устройство обеспечивае равномерное распределение жидкой фаз по площади всей насадки,За счет исполь зовани  плоских горизонтальных колец исключен байпас по жидкой фазе в месте сопр жени  корпуса колонны и н садки. Эффект от внедрени  данной конструкции может быть получен за счет сокращени -потерь перерабатываемых материалов, уменьшени  металлоемкост аппарата и упрощени  эксплуатации ус тройства. Формула изобретени  1, Насадочное устройство дл  массообменных аппаратов, состо щее из вертикального корпуса, внутри кото2 рого размещена насадка, преимущественно кольца Рашига, и распределитель- нов устройство дл  жидкости, отличающеес  тем, что, с целью создани  по высоте аппарата зон устойчивого эмульгировани  и равномерного распределени  фаз по сечению аппарата , насадка выполнена в виде трех периодически чередующихс  слоев, при этом свободное сечение среднего сло  насадки в 2-10 раз больше сво- . бодного сечени  верхнего сло  насадки, свободное сечение нижнего сло  насадки в 2-8 раз меньше свободного сечени  верхнего сло  насадки, а распределительное устройство установлено в нижнем слое насадки,
2. 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с   тем, что, распределительное устройство дл  жидкости выполнено в виде вертикального цилиндра, заглушенного с нижнего торца и снабженного горизонтальными радиальными патрубками с перфораци ми и направл ющими вертикальными пластинами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Кафаров В.В, Основы массопередачи , 1972, с. 3 (прототип).