элемент насадки для массообменных аппаратов
Классы МПК: | B01J19/30 элементы насыпной или сформованной насадки, например кольца Рашига или седла Берла, засыпаемые в аппараты для тепло- и массопередач |
Автор(ы): | Владимиров А.И., Кремнёва Т.В., Щелкунов В.А. |
Патентообладатель(и): | Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-07-12 публикация патента:
20.06.2003 |
Изобретение относится к конструкции насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Элемент насадки для массообменных аппаратов, содержащий цилиндрическое кольцо, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, согласно изобретению вдоль одной из продольных сторон лепестка выполнены через одинаковый интервал поперечные надсечки с образованием системы пластинчатых элементов, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка и образующих пару гребенок с одним основанием. Предлагаемое устройство позволяет обеспечить увеличение поверхности контакта взаимодействующих фаз и повышение эффективности массообмена при одновременном упрощении конструкции за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Элемент насадки для массообменных аппаратов, содержащий цилиндрическое кольцо, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, отличающийся тем, что вдоль одной из продольных сторон лепестка выполнены через одинаковый интервал поперечные надсечки с образованием системы пластинчатых элементов, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка и образующих пару гребенок с одним основанием.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к конструкциям насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Известна насадка, состоящая из металлического цилиндрического кольца, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные параллельными рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые внутрь цилиндра в виде лепестков прямоугольной формы (см. А. И. Скобло и др. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. - М.: Недра, 2000, с. 261). Недостатком данной конструкции насадки является недостаточная поверхность контакта фаз из-за малой турбулизации потоков, вследствие чего снижается эффективность работы насадочных элементов, особенно при низких скоростях газа и массовых расходах жидкости и газа. Кроме того, такое конструктивное решение насадки не способствует снижению неравномерности распределения взаимодействующих потоков. Из известных насадок наиболее близкой к предлагаемой является насадка, содержащая цилиндрическое кольцо, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, каждый из которых состоит из профилированных зигзагообразно соединенных между собой пластин (см. Авторское свидетельство SU, 944623, В 01 D 53/20, 1980). Однако конструктивное исполнение лепестков указанной насадки обусловливает, во-первых, недостаточную степень турбулизации взаимодействующих потоков, а во-вторых - лишь их частичное поперечное перемешивание, что, соответственно, снижает эффективность массообмена. К недостаткам подобной насадки относится также сложность ее изготовления, обусловленная необходимостью применения специальной оснастки для выполнения лепестков с точным соблюдением всех параметров и размеров. В основу настоящего изобретения положена задача создания элемента насадки для массообменных аппаратов, обеспечивающего увеличение поверхности контакта взаимодействующих фаз и повышение эффективности массообмена при одновременном упрощении конструкции за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания. Поставленная задача достигается тем, что в элементе насадки, содержащем цилиндрическое кольцо, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, согласно изобретению вдоль одной из продольных сторон лепестка выполнены через одинаковый интервал поперечные надсечки с образованием системы пластинчатых элементов, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка и образующих пару гребенок с одним основанием. В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного варианта его выполнения и сопровождающими чертежами, на которых: на фиг.1 изображен общий вид элемента насадки; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - то же, развертка; на фиг.4 - развертка, вид спереди. Элемент насадки для массообменных аппаратов содержит (фиг.1, 2) цилиндрическое кольцо 1, боковая поверхность которого оснащена прямоугольными просечками 2, расположенными рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутыми по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца 1 в виде лепестков 3. Каждый лепесток имеет вдоль одной из продольных сторон поперечные надсечки, выполненные через одинаковый интервал "а". При этом образуется система пластинчатых элементов 4, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка 3 и образующих пару гребенок с одним основанием (фиг.3). Элемент насадки для массообменных аппаратов работает следующим образом. Элементы насадки беспорядочно загружают в массообменный аппарат. Взаимодействующие потоки газа и жидкости движутся в противотоке. Жидкость, поступающая на орошение, протекает в прямоугольные просечки на боковой поверхности цилиндрического кольца 1 и равномерно растекается по сечению колонны, обеспечивая высокую эффективность массопередачи в каждой точке сечения колонны. Газ, огибая пластинчатые элементы 4 в лепестках 3 в разных рядах, приобретает зигзагообразное движение и создает дополнительные местные завихрения жидкостного потока, что увеличивает турбулизацию потоков, а следовательно, и эффективность массообмена. Вследствие того, что пластинчатые элементы 4 лепестков 3 отогнуты в противоположные стороны по высоте лепестка 3 и образуют пару гребенок с одним основанием, а лепестки 3, расположенные на двух уровнях, не перекрывают друг друга, при прохождении каждого элемента насадки происходит многократное обновление поверхности контакта фаз, изменение направления движения потоков, их взаимное пересечение и пульсация скоростей, что, в свою очередь, увеличивает время контакта фаз, повышает интенсивность поперечного перемешивания и, как следствие, приводит к росту активной поверхности контакта фаз. Такая конструкция лепестков 3 также предотвращает проскок фазовых компонентов без их взаимного контакта. Кроме того, на массопередачу оказывает значительное влияние разбрызгивание жидкости, происходящее при ее ударе об острые кромки пластинчатых элементов 4 лепестков 3. Так как элементы насадки загружают в рабочий объем аппарата внавал и движение потоков осуществляется в разных плоскостях, то вся поверхность элемента насадки участвует в процессе массопередачи. Преимуществом предлагаемой конструкции элемента насадки является простота изготовления, наличие довольно сильно развитой внутренней поверхности контакта взаимодействующих фаз и более высокая эффективность массобмена в широком диапазоне нагрузок по жидкости и газу за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания, а также невысокое гидравлическое сопротивление газовому потоку, благодаря чему он может найти широкое применение в насадочных аппаратах, используемых в многотоннажных производствах.Класс B01J19/30 элементы насыпной или сформованной насадки, например кольца Рашига или седла Берла, засыпаемые в аппараты для тепло- и массопередач
конический форсуночный скруббер - патент 2522655 (20.07.2014) | |
способ получения ненасыщенных карбоксилатов - патент 2503653 (10.01.2014) | |
реактор, содержащий наполнитель для распределения жидкости - патент 2494808 (10.10.2013) | |
элемент насадки кочетова для скруббера - патент 2490053 (20.08.2013) | |
насадка кочетова для скруббера - патент 2465039 (27.10.2012) | |
реактор с набивкой - патент 2418748 (20.05.2011) | |
скруббер - патент 2416454 (20.04.2011) | |
насадка для тепло- и массообменных аппаратов - патент 2398627 (10.09.2010) | |
биореактор и способ биологической очистки воды - патент 2377190 (27.12.2009) | |
насадка для массообменных аппаратов - патент 2370311 (20.10.2009) |