насадка "кольцо назима" для тепломассообменных аппаратов

Формула изобретения

НАСАДКА "КОЛЬЦО НАЗИМА" ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ.

Насадка для тепломассообменных аппаратов, содержащая тонкостенное отбортованное кольцо с просечными элементами в виде отогнутых внутрь кольца лепестков, изогнутых по окружности, расположенных в ряд по периметру, отличающаяся тем, что лепестки выполнены в виде встречно расположенных прямоугольных треугольников, основания которых расположены в ряд, при этом поверхность насадки выполнена перфорированной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химическому аппаратостроению, а именно к контактным устройствам тепломассообменных аппаратов и может применяться для дистилляции, ректификации, абсорбции и десорбции.

Известна нерегулярная насадка HY PAK фирмы NOPTON (США) содержащая тонкостенный цилиндр высотой, равной его диаметру, и с кольцевыми зигами, на боковой поверхности которого выполнено четыре ряда просечек, отогнутых внутрь цилиндра в виде двадцати прямоугольных лепестков, а в спаренных рядах лепестки отогнуты в противоположные стороны.

Прототипом предлагаемого изобретения является насадка "Мини Каскад", содержащая тонкостенное отбортованное кольцо, на боковой поверхности которого выполнены просечки, по радиусу отогнутые внутрь кольца в виде пяти лепестков, расположенных в ряд по его периметру. Насадка имеет восемь типоразмеров, каждый из которых имеет довольно узкий интервал работы по нагрузке. Из-за малой высоты насадки удельная металлоемкость в единице объема довольно высока.

Целью изобретения является интенсификация тепломассообмена путем уменьшения гидравлического сопротивления, расширение интервала работы по нагрузке за счет уменьшения типоразмеров и уменьшение удельной металлоемкости.

Цель достигается тем, что в известной насадке для тепломассообменных аппаратов, содержащей тонкостенное отбортованное кольцо, на боковой поверхности которого выполнены просечки, по радиусу отогнутые внутрь кольца в виде лепестков, расположенных в ряд по периметру кольца, согласно изобретению основания лепестков совмещены в ряд, а лепестки выполнены в виде встречно расположенных прямоугольных треугольников и отогнуты в противоположную сторону, образуя элементарные полукольца, причем лепестки при гибе выполнены расходящимися друг от друга на определенное расстояние.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что лепестки выполнены перфорированными в виде встречно расположенных прямоугольных треугольников, причем основания лепестков совмещены в ряд.

Такая форма выполнения лепестков и их расположение уменьшают гидравлическое сопротивление насадки, повышает поверхность контакта и живое сечение, способствует увеличению скорости жидкости, пара (газа). При этом возрастает эффективность взаимодействия фаз, величина межфазного трения и степень турбулизации, в результате чего предлагаемая насадка может работать при значительно больших нагрузках.

На фиг. 1 представлена насадка, вид сверху; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - развертка насадки с вариантами перфорации; на фиг. 4 - развертка насадки с отогнутыми лепестками.

Насадка содержит кольцо 1 с кольцевыми бортами 2, боковая поверхность кольца 1 имеет встречно расположенные треугольные лепестки 3, основания лепестков совмещены в один ряд, между каждыми парами лепестков установлены перемычки 4. Лепестки 3 и перемычки 4 имеют отверстия 5 с одинаковыми или разными диаметрами. Лепестки 3 плавно по радиусу отогнуты внутрь кольца 1, при этом после гиба лепестков по линии их раздела, совпадающей с гипотенузой, имеется зазор 6 определенного размера a. Отогнутые лепестки 3 с перемычкой 4 в плане образуют элементарные полукольца 7, оптимально заполняя свободный объем насадки.

Насадка работает следующим образом.

Для ведения технологического процесса необходимый объем аппарата заполняется насадкой. При определенной температуре и давлении с верха аппарата подается жидкость, которая, проходя через насадки, интенсивно разбрызгивается, перераспределяется по диаметру аппарата, а снизу вверх поднимается паровая (газовая) фаза. На поверхности насадки происходит межфазное взаимодействие, массотеплообменный процесс. Большая удельная поверхность насадки за счет оптимального расположения и конструкции лепестков, наличие перфорации на них способствует интенсивному разбрызгиванию жидкости насадкой, что дает возможность постоянно обновлять межфазную поверхность. Затем с определенного уровня (погона) аппарата выводятся фракции согласно технологическому процессу. Такой процесс идет непрерывно.

Предлагаемая насадка для тепломассообменных аппаратов позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена путем уменьшения гидравлического сопротивления за счет выполнения лепестков в виде встречно расположенных прямоугольных треугольников и отогнутых в противоположную сторону, образующих элементарные полукольца и оптимально заполняющих свободный объем насадки. При гибе лепестки по линии раздела их расходятся друг от друга, образуя зазор. Введение перфорации усиливает эффективность насадки, расширяет интервал работы по нагрузке. Конструкция насадки позволяет в два раза сократить типоразмер насадок по сравнению с известными и уменьшить металлоемкость. Большая эффективность и возможность работы насадки при больших нагрузках позволяют уменьшить габариты и металлоемкость тепломассообменных аппаратов при той же производительности.