ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ С КОМБИНИРОВАННОЙ СХЕМОЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКОВ ГАЗА И ЖИДКОСТИ
HEAT AND MASS EXCHANGE EQUIPMENT WITH COMBINED SCHEME OF INTERACTION OF GAS AND LIQUID FLOWS

Изобретение предназначено для проведения теплоомассообменных процессов, в частности для охлаждения оборотной воды, может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, энергетической и другой промышленности.
Известна градирня [см. патент RU 2350871 С1 МПК F28С 1/00, F23D 11/10], содержащая башню, на боковой поверхности которой расположены воздуховходные окна с форсунками для эжекции охлаждающего воздуха, причем в окнах установлены наклонные внутрь градирни жалюзи, образующие расположенные ярусами каналы, а форсунки размещены перед входными горловинами последних. Форсунки выполнены акустическими, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости. Недостатком изобретения является сложность изготовления конструкции.
Известна также градирня тепловой электрической станции [см. патент RU 2269733 С2 МПК F28С 1/00, F01K 13/00], содержащая корпус с воздухозаборными отверстиями, в котором размещены устройства для распределения воды, подключенные к трубопроводу нагретой в конденсаторе воды, бассейн для сбора охлажденной воды, расположенный под корпусом и соединенный трубопроводом с конденсатором турбины. Градирня снабжена воздухоотводящими отверстиями, а корпус градирни расположен горизонтально и выполнен в виде параллелепипеда или полуцилиндра, причем воздухозаборные отверстия расположены с одной стороны корпуса, а воздухоотводящие отверстия - с другой, при этом воздухоотводящие отверстия подключены воздуховодом к всасывающему патрубку дутьевого вентилятора котла, а движение воздуха в градирне обеспечивается за счет разрежения, создаваемого дутьевым вентилятором котла. Недостатком изобретения является невысокая эффективность тепломассообмена.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комбинированная градирня [см. патент RU 2306513 С1 МПК F28С 1/06], содержащая корпус в виде вытяжной башни с воздуховходными окнами в нижней части или корпус вентилятора, водоуловительное устройство, водосборный бассейн, размещенный под корпусом градирни, водораспределительную систему с разбрызгивающими форсунками, выходные отверстия которых направлены вверх, и оросительное устройство, разбрызгивающие форсунки. Недостатком этого изобретения является низкая пропускная способность и относительная скорость движения жидкой и газовой фаз.
Задачей изобретения является увеличение пропускной способности аппаратов для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость, при сохранении достаточно высокой эффективности работы и относительно низких энергетических затрат.
Тепломассообменный аппарат с комбинированной схемой взаимодействия потоков газа и жидкости, содержащий корпус, водораспределительную систему, газораспределительную зону, блоки регулярной насадки, отличающийся тем, что блоки регулярной насадки могут состоять из каналов с непосредственным взаимодействием потоков газа и жидкости в прямотоке и каналов с противоточным движением фаз через стенку канала, что в стенках каналов с противоточным движением выполнены отверстия для прохода жидкости.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображен тепломассообменный аппарат с комбинированной схемой взаимодействия потоков газа и жидкости, вид сбоку; на фиг.2 - отверстие в стенке канала для орошения жидкостью канала с противоточным движением фаз через стенку канала; на фиг.3 - разрез аппарата по линии Б-Б.
Тепломассообменный аппарат с комбинированной схемой взаимодействия потоков газа и жидкости состоит из корпуса 1, внутри которого расположена водораспределительная система 2, в основании которой установлены трубки 3 для подачи жидкости в шестиугольные каналы 4 регулярной насадки. Блоки регулярной насадки расположены в средней части корпуса 1 аппарата, по всему его поперечному сечению. Причем блоки регулярной насадки состоят из каналов 4 с непосредственным взаимодействием потоков газа и жидкости в прямотоке и каналов 5 с противоточным движением фаз через стенку канала, в которые жидкость поступает через отверстия 6 в стенках каналов 4, для снижения гидравлического сопротивления. Нижние части каналов 5 выведены в газораспределительную зону 7 аппарата. В верхней части корпуса 1 имеется патрубок для ввода жидкости 8 в аппарат, в средней части - патрубки для вывода потока газа 9 и вывода жидкости 10, в нижней части - патрубок для ввода газа 11.
Тепломассообменный аппарат с комбинированной схемой взаимодействия потоков газа и жидкости работает следующим образом. Поток газа через патрубок 11 в корпусе 1 попадает в газораспределительную зону 7 аппарата и по каналам 5 движется вверх. Жидкость подается через патрубок 8, заполняет водораспределительную систему 2 и по трубкам 3 направляется в каналы 4 насадки. Жидкость движется по всей поверхности регулярной насадки в виде равномерной пленки. Стекающая по каналам 4 жидкость собирается внизу средней части аппарата, откуда выводится через патрубок 10 из аппарата. Газ, поднимаясь вверх, вовлекает жидкость, вытекающую из отверстий 6 в стенках каналов 4 регулярной насадки, в совместное движение, распределяя ее по каналу 5. Поток газа, достигнув верхней части насадки, перераспределяется в каналы 4 для контакта с жидкостью из распределительных труб 3, где тепломассообмен осуществляется через стенки соседних каналов 5, после чего выводится из аппарата через патрубок 9.
Благодаря такой конструкции аппарата увеличивается коэффициент массо- и теплопередачи, а вытекающая из отверстий 6 жидкость позволяет снизить гидравлическое сопротивление.
Техническим результатом является увеличение пропускной способности аппаратов для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость, при сохранении достаточно высокой эффективности работы и относительно низких энергетических затрат.