УГОЛКОВО-СИТЧАТАЯ НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Полезная модель относится к массообменным устройствам колонных аппаратов для систем газ (пар) - жидкость и может быть использована, например, в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известна насадка для массообменных аппаратов, включающая ряды чередующихся наклонных в противоположные стороны элементов, расположенных по высоте в шахматном порядке, отличающаяся тем, что она составлена из равнобоких уголков, причем кромки полок соседних в ряду уголков, перпендикулярных к полкам уголков нижерасположенного ряда, образуют с ними щели (патент РФ №2094113 «Уголковая насадка для массообменных аппаратов»).
В данной насадке обеспечивается одновременное струйно-противоточное течение через щели, пленочное течение вдоль контактных полок и турбулизация фаз между полками под вершинами уголков.
Недостатком данной насадке является то, что при уменьшении расхода фаз нарушается пленочное и струйное течение фаз, что вызывает неравномерность потоков по поперечному сечению и снижение эффективности процесса массобмена.
Наиболее близкой по достигаемому эффекту является насадка для массообменных аппаратов, включающая ряды чередующихся наклонных в противоположные стороны элементов, расположенных по высоте в шахматном порядке, состоящая из равнобоких уголков, причем кромки полок соседних в ряду уголков, перпендикулярных к полкам уголков нижерасположенного ряда, образуют с ними щели, при этом между элементами, расположенными в шахматном порядке, имеется отбойная пластина с плавно изогнутой кромкой вниз (патент РФ на полезную модель №137480 «Насадка для массообменной колонны»).
Недостатком данной насадки является неустойчивая (нестабильная) работа при изменении расходов фаз, обусловленная тем, что при уменьшении расхода фаз нарушается пленочное и струйное течение фаз, а также нет элементов, которые способствовали бы слиянию капель сплошной фазы с последующим редиспергированием и обновление поверхности фаз, а также препятствовали бы проскоку газовой фазы через щелевые зазоры, предназначенные для прохода жидкой фазы. Это ведет к неравномерности потоков по поперечному сечению и снижению эффективности процесса массообмена.
Целью полезной модели является создание нового устройства - уголково-ситчатой насадки для массообменных аппаратов с достижением технического результата: повышение устойчивой работы насадки при изменении расхода сплошной фазы.
Указанная цель достигается тем, что в насадке, состоящей из расположенных на определенном расстоянии друг от друга по высоте в шахматном порядке горизонтальных рядов равнобоких уголков со щелями в вершинах, установленных с зазором друг с другом и имеющих отбойные пластины с плавно изогнутой вниз кромкой, расположенные между рядами уголков над их вершинами, согласно полезной модели нижние кромки уголков соединены горизонтальными промежуточными пластинами с отверстиями.
На фиг. 1 показана конструкция уголково-ситчатой насадки.
На фиг. 2 представлен поперечный разрез блока насадки.
На фиг. 3 изображен узел А (фиг. 2) со схемой движения потоков фаз.
Уголково-ситчатая насадка состоит из горизонтальных рядов уголков 1 со щелями 2 в вершинах, отбойных пластин 3 с отогнутыми вниз кромками и горизонтальных промежуточных пластин 4 с отверстиями 5.
Насадка работает следующим образом.
Жидкая фаза, попадая в насадку, пленкой стекает по наклонной полке уголка 1 к горизонтальной пластине 4 с отверстиями 5, установленной между уголками. Благодаря наличию промежуточной горизонтальной пластины 4 образуется слой сплошной фазы, которая затем, проходя через отверстия этой пластины, диспергируется и соприкасается с потоком газовой фазы, которая поднимается вверх, проходя через щели в вершинах уголков и ударяясь об отбойные пластины 3.
В результате установки дополнительной промежуточной ситчатой пластины 4 при уменьшении расхода жидкой фазы, традиционно сопровождаемое неравномерным (струйным) растеканием жидкости по поверхности наклонных пластин уголков, снижением площади поверхности контакта фаз и, соответственно, уменьшением интенсивности массообмена, происходит сбор жидкой фазы, что ведет к выравниванию потока жидкой фазы по поперечному сечению аппарата, улучшению гидродинамической обстановки в аппарате и снижению продольного перемешивания. Кроме того, наличие отверстий в промежуточной пластине способствует дополнительному диспергированию сплошной фазы и непрерывному обновлению поверхности контакта фаз по высоте насадки.
Таким образом, разработанная конструкция стабилизирует работу насадки при различных расходах жидкой фазы и повышает эффективность массообменных процессов.