НАСАДОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Полезная модель относится к конструкциям насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использована в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известна насадка, состоящая из полосы материала в виде полуцилиндра, снабженной просечками, расположенными параллельными рядами по высоте и отогнутыми внутрь полукольца, причем лепестки в соседних рядах отогнуты в противоположные стороны (см. патент US 4277425, B01J 19/30, 1981).
Недостатком данной конструкции насадки является однонаправленность турбулизации потоков из-за расположения лепестков параллельно полукольцевой кромке, вследствие чего снижается эффективность работы насадочных элементов, особенно при низких скоростях газа и массовых расходах жидкости и газа.
Из известных насадок наиболее близкой к предлагаемой является насадка, содержащая цилиндрическое кольцо, на боковой поверхности которого последовательно по периметру выполнены прямоугольные просечки, отогнутые внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков и
перпендикулярные друг к другу. Эти просечки расположены последовательно по периметру цилиндрического кольца с образованием замкнутого ряда на равноудаленных расстояниях от торцов цилиндрического кольца, а цилиндрическое кольцо выполнено с отбортовкой (см. патент RU №42767, B01J 19/30, 2004).
Однако подобное конструктивное оформление указанной насадки обусловливает, во-первых, недостаточную степень турбулизации взаимодействующих потоков, вследствие однорядного расположения элементов, и, во-вторых, к недостаткам данной насадки следует отнести сложность ее выгрузки из аппарата по причине того, что элементы из-за наличия отбортованных торцов сцепляются друг с другом.
В основу настоящего изобретения положена задача создания насадочного элемента для массообменных аппаратов, обеспечивающих повышение степени турбулизации за счет увеличения времени контакта взаимодействующих фаз и образования зон дополнительных местных завихрений, а также упрощение процесса выгрузки насадочных элементов.
Поставленная задача достигается тем, что в насадочном элементе для массообменных аппаратов, содержащем основание, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, отогнутые внутрь по направлению к его оси симметрии в виде лепестков и перпендикулярные друг к другу, согласно изобретению, основание имеет форму полукольца, а просечки расположены параллельными рядами по поверхности основания со смещением на один лепесток в смежных рядах, причем каждый последующий лепесток расположен в плоскости, перпендикулярной плоскости предыдущего лепестка с образованием шахматного порядка расположения лепестков по поверхности основания.
В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретного варианта ее выполнения и сопровождающими чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - общий вид элемента насадки; на фиг.2 и 3 - вид сбоку, на фиг.4 - развертка, на фиг.5 - вид сверху.
Насадочный элемент для массообменных аппаратов содержит основание в виде цилиндрического полукольца 1. Боковая поверхность цилиндрического полукольца оснащена прямоугольными просечками 2, 3, расположенными рядами по высоте и отогнутыми внутрь цилиндрического полукольца 1 в виде лепестков 4. Прямоугольные просечки 3, 4 выполнены последовательно по периметру цилиндрического полукольца 1 с образованием замкнутого ряда. На фиг.4 видно, что ряд I смещен относительно ряда II на один лепесток.
Насадочный элемент для массообменных аппаратов работает следующим образом.
Насадочные элементы беспорядочно загружают в массообменный аппарат. Взаимодействующие потоки газа и жидкости движутся в противотоке.
Жидкость, поступающая на орошение, попадает в прямоугольные просечки 2, 3 на боковой поверхности цилиндрического полукольца 1.
Вследствие того, что прямоугольные просечки 2 и 3 расположены в шахматном порядке по периметру цилиндрического полукольца 1, причем смежные в ряду просечки перпендикуляры друг другу, вся внутренняя поверхность насадочного элемента оказывается равномерно смоченной и участвует в процессе массопередачи. Жидкость, попадая внутрь насадочного элемента, отбрасывается потоком газа на отогнутые внутрь лепестки 4. Газ, в свою очередь, огибая лепестки 4, приобретает зигзагообразное движение и создает дополнительные местные завихрения жидкостного потока. Благодаря тому, что лепестки 4 располагаются в шахматном порядке, жидкость приобретает зигзагообразное движение и дробится их кромками, расположенными на пути движения взаимодействующих потоков. Подобное расположение лепестков способствует увеличению времени контакта взаимодействующих фаз, способствует дополнительной турбулизации жидкостного потока, а следовательно, приводит к росту активной поверхности контакта фаз, что в свою очередь, дает возможность
осуществления эффективного массообмена даже при малых скоростях движения газа и малых нагрузках по жидкости.
Так как элементы насадки загружают в рабочий объем аппарата внавал, и движение потоков осуществляется в разных плоскостях, то вся поверхность насадочного элемента участвует в процессе массопередачи. На массопередачу также оказывает значительное влияние и разбрызгивание жидкости, происходящее при ее ударе об разнонаправленные кромки лепестков 4.
Преимуществом предлагаемой конструкции насадочного элемента является простота изготовления, наличие большой активной поверхности контакта взаимодействующих фаз и более высокая эффективность массообмена в широком диапазоне нагрузок по газу и жидкости за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания в результате обеспечения их равномерного распределения по внутренней поверхности насадочного элемента, благодаря чему он может найти широкое применение в промышленных массообменных аппаратах.