контактное устройство для массообменных аппаратов

Формула изобретения

Контактное устройство для массообменных аппаратов, составленное из горизонтальных рядов наклонных прямоугольных пластин, расположенных под углом друг к другу с щелью между кромками, отличающееся тем, что щели, образованные пластинами вышерасположенного ряда, располагаются против щелей нижерасположенного ряда, между которыми помещен горизонтальный отбойник, при этом отбойник имеет форму плоской прямоугольной пластины и ширину, в три раза большую ширины щели.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к массообменным устройствам колонных аппаратов для систем жидкость - жидкость и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известно контактное устройство для массообменных аппаратов, содержащее конический колпак и котлообразный перелив, расположенные с зазором относительно друг друга, и конический отражатель с перфорацией в периферийной его части [SU 1457942 А1 МКИ B01D 3/20].

Недостатком известного контактного устройства является создание потока фаз в объеме устройства только лишь вдоль боковой поверхности котлообразного перелива, а не во всем сечении колонны, в результате чего межфазный контакт осуществляется неэффективно.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству по технической сущности является массообменная насадка для колонных аппаратов, состоящая из рядов прямоугольных пластин, наклоненных друг к другу, со щелями в вершинах углов, причем стороны пластин, образующие углы со щелями для прохождения дисперсной фазы, снабжены отбортовкой, направленной вертикально вниз и имеющей высоту, равную половине высоты пластин [SU 1142149 А, МКИ B 01 J 19/32].

Недостатком данного контактного устройства является тот факт, что эффективный межфазный контакт происходит только в щелях между наклонными пластинами без образования попутно-параллельного течения фаз.

Цель изобретения - интенсификация процесса массопередачи для систем жидкость - жидкость путем увеличения областей контакта фаз.

Поставленная цель достигается контактным устройством, составленным из горизонтальных рядов отдельных наклонных прямоугольных пластин 1, расположенных под углом друг к другу и щелью между кромками 2, причем щели, образованные пластинами вышерасположенного ряда, располагаются против щелей нижерасположенного ряда, между которыми помещен горизонтальный отбойник 3, при этом горизонтально расположенный отбойник имеет форму плоской прямоугольной пластины и ширину, в три раза большую щели.

Сущность изобретения заключается в использовании эффекта, возникающего при контактировании струй тяжелой и легкой фаз в области торцов горизонтального отбойника, приводящего к попутно-параллельному течению фаз и сопровождающееся взаимным эжектированием струй.

Подобное взаимодействие между фазами интенсифицирует процесс массопередачи, позволяет исключить ударное динамическое взаимодействие между фазами, выходящими из щелей, образованных пластинами верхнего и нижнего ряда.

Таким образом, предложенное контактное устройство содержит отличительные признаки, которые обеспечивают новые неизвестные свойства, а именно увеличение областей контакта фаз вследствие раздвоения потоков при контакте с отбойным элементом, который имеет форму плоской прямоугольной пластины и ширину в три раза большую щели, и образование тем самым попутно-параллельного течения; снижение гидравлического сопротивления вследствие взаимного эжектирования струй при попутно-параллельном течении.

Это позволяет признать предложенное решение соответствующим критерию "существенное отличие", поскольку в объекте, к которому относится решение, проявляются новые свойства, обеспечивающие достижение положительного эффекта.

На фиг.1 показана конструкция контактного устройства; на фиг.2 - схема движения фаз.

Контактное устройство работает следующим образом. При организованном противотоке легкой и тяжелой фаз, легкая фаза собирается в вершинах углов, образованных пластинами, и с повышенной скоростью истекает в пространство под отбойный элемент. Из щелей вышерасположенного ряда также с повышенной скоростью движется тяжелая фаза. При контактировании потоков с отбойным элементом происходит их разделение с изменением вектора скорости в областях I и II, сопровождаемое диспергированием, приводящее к эффективному массообмену. Затем в вышерасположенной ячейке процесс повторяется.

В связи с возможностью изменять размеры элементов контактного устройства, размеры щелей и положение отбойного элемента, конструкция позволяет регулировать время пребывания фаз в аппарате и параметры струй.

Проведенные предварительные исследования показали, что использование предлагаемого контактного устройства позволяет улучшить массообменные характеристики аппаратов на 5-7%, в зависимости от их размеров и свойств системы, и на 7% повысить их нагрузки.