ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ ДЛЯ МАСООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Полезная модель относится к конструкциям насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использована 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 по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, вдоль одной из продольных сторон которых 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 (см. Патент РФ, №2206391, В 01 J 19/30, 2002).
Однако конструктивное исполнение лепестков указанной насадки обусловливает зависимость величины площади контакта взаимодействующих фаз от ориентации элементов насадки в слое, что, в свою очередь, существенно снижает эффективность массообмена.
В основу настоящей полезной модели положена задача создания элемента насадки для массообменных аппаратов, обеспечивающего независимо от ориентации элементов в слое насадки увеличение площади поверхности контакта взаимодействующих фаз и повышение эффективности массообмена за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания.
Указанный технический результат 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, вдоль одной из продольных сторон которых 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, согласно полезной модели, острые кромки оснований гребенок в каждой паре лепестков смежных параллельных рядов обращены друг к другу.
В дальнейшем полезная модель 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 3 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 5 (фиг.3). При этом острые кромки 6 оснований 5 гребенок в каждой паре лепестков 3 смежных параллельных рядов обращены друг к другу (фиг.3, 4)
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, приобрети зигзагообразное движение и создает дополнительные местные завихрения жидкостного потока, что увеличивает турбулизацию потоков, а, следовательно, и эффективность массообмена. Вследствие того, что отогнутые в разные стороны пластинчатые элементы 4 лепестков 3 образуют пару гребенок с одним основанием 5, острые кромки 6 которых в каждой паре лепестков 3 смежных параллельных рядов обращены друг к другу, и, кроме того, 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 независимо от ориентации элементов насадки в слое. Такая конструкция лепестков 3 также предотвращает проскок фазовых компонентов без их взаимного контакта.
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 большая площадь внутренней поверхности контакта взаимодействующих фаз и высокая, не зависящая от ориентации элементов насадки в слое, эффективность массообмена в широком диапазоне нагрузок по жидкости и газу за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания, благодаря чему он может найти широкое применение в насадочных аппаратах, используемых в многотоннажных производствах.