РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ МАССОБМЕННЫХ АППАРАТОВ

МКИ BOID 53/20
РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ.
Полезная модель относится к конструкциям насадок для проведения массообменных процессов и может быть применена в массообменных аппаратах для химической, нефтехимической, спиртовой и других отраслях промышленности.
Существуют различные конструкции насадок для массообменных аппаратов. Известна насадка в виде пакета вертикальных гофрированных листов с параллельными гофрами, выполненными эквидистантно с острыми углами при вершинах, при этом гофры заходят друг за друга у смежных листов /1/.
В другой конструкции насадка содержит сдвоенные полосы, выполненные с треугольными и прямоугольными гофрами, при этом треугольные гофры заходят в прямоугольные так, что их вершины касаются середины основания прямоугольных гофр, а вершины прямоугольных гофр касаются середины сторон треугольных гофр 121.
Другие авторы предлагают насадку выполненную из полос, сложенных в пакеты, с гофрами треугольной и трапецеидальной формы, при этом полосы попарно соединены так, что гофры треугольной формы входят в гофры трапецеидальной формы, причем гофры каждой пары полос расположены под углом к гофрам соседней пары /3/.
Однако эти конструкции не обеспечивают высокой эффективности массообмена, особенно при значительном изменении нагрузок по фазам, сложны в изготовлении и эксплуатации.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является насадка для массообменных аппаратов, содержащая сдвоенные гофрированные ленты, при этом одна из лент выполнена с пилообразными вырезами, при отношении высоты выреза к ширине ленты 0,07-0,3 /4/.
Такая конструкция, по мнению авторов, может повысить эффективность массопередачи за счет равномерного перераспределения потоков и усиления турбулизации фаз. Однако предлагаемая насадка не обеспечивает высокую эффективность массообмена, ввиду того, что жидкая фаза на пилообразных вырезах формируется преимущественно в виде струй и капель, а не пленок. Но, как показано многочисленными исследованиями последних лет, именно пленочное течение жидкой фазы обеспечивает высокие массообменные харакгеристики насадки, низкие значения уноса жидкости и пониженное гидравлическое сопротивление. В основу полезной модели поставлена задача создания такой конструкции
насадки, которая способствовала бы увеличению эффективности работы за счет создания благоприятных гидродинамических условий, а также была технологична в изготовлении.
Поставленная задача решается конструкцией насадки, образованной сдвоенными лентами, одна из которых имеет гофры треугольной формы, на сторонах гофров выполнены лепестки в виде круговых сегментов, при этом хорды сегментов смежных сторон гофров расположены под углом друг к другу
Такое конструктивное выполнение насадки за счет формы и ориентации отогнутых лепестков обеспечивает как осевую, так и радиальную и касательную составляющие скорости газовой фазы, что приводит к ее дополнительной ее турбулизации и повышению массообменных характеристик процесса. Сплошная лента служит для формирования обновленной межфазной поверхности из жидкости выносимой на ее поверхность потоком газа из сегментных отверстий, образованных при отгибе лепестков. Кроме того, чередование плоских и гофрированных лент обеспечивает жесткость пакету насадки, что позволяет выполнять ее их тонкого материала.Все это позволяет достичь высоких рабочих
характеристик насадки, таких как высокий свободный объем, низкое значение высоты эквивалентной теоретической тарелке, расширить диапазон эффективной работы полезной модели при изменении нагрузок по фазам.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана предлагаемая насадка, вид спереди, на фиг. 2-вид с торца.
Насадка выполнена в виде пакета, образованного лентами 1 и 2. На боковых поверхностях треугольных гофров ленты 1 выполнены лепестки 3 в виде круговых сегментов. При этом хорды 4 у смежных гофров наклонены друг к другу. Ориентация лепестков каждого последующего слоя насадки противоположна предыдущей, что исключает поперечное смещение газового потока по ходу его движения.
Насадка работает следующим образом: газовая фаза, двигаясь по аппарату снизу вверх проходит через слой насадки и контактирует с жидкостью, стекающей по насадки в виде пленки, отдельных струй и капель.
При прохождении по вертикальным каналам, образованных гофрами, поток газовой фазы регулярно рассекается отогнутыми лепестками и направляется в сегментные отверстия, образованные на поверхности лент при отгибе лепестков. При этом газовые струи постоянно меняют свою траекторию и скорость, сталкиваются между собой, за счет чего достигается дополнительная турбулизация потока газа.
Жидкость подается на слой насадки сверху. Она стекает по боковой поверхности лент в виде пленки. Достигая кромок сегментных лепестков гофрированных лент и нижних кромок сплошных лент жидкая фаза формируется в виде пленки и встречается с турбулизованными струями газовой фазы.
При этом происходит постоянное обновление поверхности контакта фаз и увеличивается эффективность процесса массообмена.
При работе насадки сегментные отверстия будут периодически перекрываться пленкой жидкости . При этом образуется дополнительная двухсторонняя поверхность контакта фаз, что обеспечивает высокую
- 2эффе1сгивность массообмена, а большой свободный объем насадки препятствует захлебыванию.
При этом жидкость будет распределяться по всему объему аппарата в виде пленок, формируемых на кромках лепестков и краев лент, чему способствует форма лепестков в виде круговых сегментов. Это обеспечивает эффективную работу насадки в условиях низкой плотности орошения.
Проведенные испытания опытно-промышленной партии насадки показали ее высокие технологические характеристики даже при очень низких плотностях орошения (менее 0,3 ).
Предлагаемая полезная модель насадки позволяет изготовить ее методом штамповки из листового материала, что обеспечивает низкую себестоимость ее изготовления.
Источники информации, принятые во внимание.
1.А.с. СССР №1634306, В01 J 19/30,1989.
2.А.с. СССР №1777949, В01 J 19/32,1990.
3.А.с. СССР №1368011, В01 D 53/20,1986.
4.А.с. СССР №1230654, 801 D 53/20,1983г