ВИХРЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ КОНДЕНСАЦИИ ГАЗОВ

Теплообменный аппарат предназначен для конденсации, осушения и охлаждения газов и может быть использован в химической, нефтехимической, пищевой промышленности.
Известно устройство для охлаждения газа за счет непосредственного теплообмена с охлаждающей жидкостью [RU 2006104022/06, МПК F28C 1/00], в котором охлаждаемый газ подается в нижнюю часть смесительного охладителя, а первый поток охлаждающей жидкости подается выше места подачи охлаждаемого газа. Из верхней части устройства осуществляется отвод охлажденного газа, из нижней части смесительного охладителя отводится поток жидкости, возвращаемый в систему в виде обратного потока. Недостатком устройства является контакт газа и жидкости.
Известен теплообменник для охлаждения парогазовой смеси [RU 2006124471/06, МПК F28C 1/00], состоящий из вертикальных труб со спирально кольцевыми ребрами. Концы ребер со стороны выхода потока газа загнуты вниз и имеют канавки для стока конденсата. Недостатком устройства является сложность конструкции и повышенная металлоемкость.
Известен теплообменный аппарат [RU 2006123013/06, МПК F28D 7/10], предназначенный для охлаждения пара и жидкости. Теплоноситель, подлежащий охлаждению, подается во внутреннюю трубку сверху вниз, при этом происходит огибание потоком теплоносителя межсекционных перегородок (диафрагм). В ходе процесса внутренняя труба омывается потоком охлаждающей жидкости, которая может подаваться как сверху, так и снизу, а выводиться снизу или сверху ^соответственно. Наружная и внутренняя трубы установлены под углом к горизонтали. Недостатком аппарата является низкий коэффициент теплопередачи вследствие низкой скорости движения жидкой фазы.
Известен многосекционный теплообменник [RU 2005123685/06, МПК F28D 7/16], состоящий из параллельных секций. Каждая секция состоит из ряда прямолинейных труб, на концах которых установлены коллекторы.
Теплообменник размещается в потоке горячих газов. По теплообменнику протекает жидкость, попадая после входа в коллектор, она распространяется по коллектору и попадает в трубы. Недостатком теплообменника является отсутствие отвода для сконденсировавшейся жидкости.
Задачей данного изобретения является создание вихревого устройства для конденсации, осушения и охлаждения газов.
Устройство включает корпус 1, винтовые/ребра 2, патрубки для входа 3 и выхода газа 4, патрубки для входа 5 и выхода охлаждающей жидкости 6, патрубок для отвода конденсата 7.
В аппарате у поверхности корпуса 1 установлены винтовые ребра 2, которые поддерживают поток газа в закрученном состоянии по всей высоте аппарата. Поток газа вводится в корпус 1 через патрубок 3. Газ приобретает вихревое движение, с которым он двигается вниз. Конденсат, за счет центробежной силы, будет стремиться к периферии аппарата, скапливаясь на ребрах 2. Таким образом, конденсат может быть легко отведен через патрубок 7. Для охлаждения газа используется охлаждающая жидкость, которая подается через патрубок 5, а выводится через патрубок 6. Жидкость движется по пространству между корпусом аппарата 1 и поверхностью ребер 2. В целом по аппарату холодный теплоноситель и поток газа двигаются в противотоке. Охлажденный газ выводится из аппарата через патрубок 4.
Достоинством аппарата этой конструкции является компактность, легкость создания высоких скоростей движения газа и, как следствие более высокие коэффициенты теплоотдачи при минимальных гидравлических сопротивлениях. При высоких скоростях газа возрастает влияние эффекта Ранка-Хилыша, что повышает теплообменную эффективность аппарата.