МОДИФИЦИРОВАННОЕ ПЕРФОРИРОВАННОЕ ПОЛОТНО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ

Изобретение относится к тарельчатым и насадочным устройствам для осуществления тепло- и массообменных процессов в химической технологии, нефтехимии, теплоэнергетике и других отраслях промышленности реализующих эти процессы разделения смесей.
Известно унифицированное перфорированное полотно для тарельчатых и насадочных контактных устройств содержащее лист толщиной не более 1 мм, щелевые просечные отверстия в виде жалюзи шириной 0,3-0,5 мм, с шагом, равным не более толщины листа, с наклоном под углом 30-45°, отношением длины к ее ширине от 13 до 25, щелевых жалюзийных каналов, направленных под углом 30-45°, к горизонтальной оси координат, и расстоянием, равным 1-2 мм, между щелевыми жалюзийными каналами [Патент на изобретение №2236900, заявка №2003126821/15 от 01.09.2003 «ПЕРФОРИРОВАННОЕ ПОЛОТНО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ»]. Недостатком данного полотна является ограниченный диапазон устойчивой работы при высоких паровых нагрузках, вследствие увеличения скорости пара, возрастание перепада давления.
Известно также принятое за прототип перфорированное полотно для тепломассообменных устройств широкого диапазона работы, включающее в себя лист толщиной до 1 мм, щелевые просечные отверстия в виде жалюзи, с шагом, равным не более толщины листа, направленных под углом β равным 30-45°, к горизонтальной оси координат, жалюзийные щели выполнены шириной S, равной 0,2-2,5 мм, длиной L, равной 3-12 мм, отношение длины щели L к ее ширине S до 60, с углом наклона α к поверхности полотна, равным 30-60° и расстоянием, равным 1-5 мм, между щелевыми жалюзийными каналами [Патент на полезную модель №120582, заявка №2012109259/05 от 12.03.2012 «ПЕРФОРИРОВАННОЕ ПОЛОТНО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ ШИРОКОГО ДИАПАЗОНА РАБОТЫ»].
Конструктивные решения прототипа обеспечивают повышение эффективности контакта фаз при повышенных паровых нагрузках, увеличением проходного сечения щелевых просечных отверстий за счет увеличения их геометрических размеров, но, как и вышеуказанный аналог [Патент на изобретение №2236900] имеет ограниченный диапазон устойчивой работы в сочетании низких паровых и высоких жидкостных нагрузок, при наличии на поверхности полотна большого количества жидкости и малого расхода газа.
Недостаточная, (низкая) скорость газа, обусловленная малым расходом и большим проходным сечением для газа, при наличии на поверхности полотна большого количества жидкости, может привести к провалу жидкости через просечные жалюзийные отверстия, что снижает эффективность контакта фаз.
Целью изобретения является устранение недостатков известных аналога и прототипа, а именно повышение эффективности контакта фаз в сочетании низких паровых и высоких жидкостных нагрузок за счет модификации конструкции полотна, введением глухих зон между группами рядов жалюзийных отверстий.
Поставленная цель достигается тем, что в известном перфорированном полотне, включающем в себя лист толщиной до 1 мм, щелевые просечные отверстия в виде жалюзи, с шагом, равным не более толщины листа, выполненных шириной S, равной 0,2-2,5 мм, длиной L, равной 3-12 мм, отношение длины щели L к ее ширине S до 60, расстоянием между щелевыми жалюзийными каналами 1-5 мм, через каждые 2-4 ряда щелевых жалюзийных отверстий вводятся глухие зоны от 1 до 15 мм, угол наклона α щелевых жалюзийных отверстий к поверхности полотна равен 30-70°, угол наклона щелевых жалюзийных каналов β, равен 30-60°, к горизонтальной оси координат. За счет модификации полотна появляется возможность подбора оптимального проходного сечения для газа, обеспечивающего необходимую скорость для исключения провалов жидкости через щелевые жалюзийные отверстия, а также, наличие глухих зон позволяет проходить большому количеству жидкости по полотну, при этом, обеспечивая равномерное распределение жидкой и газовой фаз, за счет чего повышается эффективность контакта фаз в сочетании низких паровых и высоких жидкостных нагрузок.
На фиг. 1 приведен общий вид модифицированного перфорированного полотна, на фиг. 2 конфигурация щелевых жалюзийных отверстий, на фиг. 3 раскрытие щелевых жалюзийных отверстий.
Модифицированное перфорированное полотно (фиг. 1) содержит лист 1 толщиной до 1 мм, щелевые просечные отверстия в виде жалюзи 2 шириной S, равной 0,2-2,5 мм, с шагом, равным не более толщины листа, с углом наклона α к поверхности полотна, равным 30-70°, длиной щели L, равной 3-12 мм, отношением длины L к ее ширине S до 60, щелевых жалюзийных каналов 3, направленных под углом β равным 30-60°, к горизонтальной оси координат, расстоянием 4, равным 1-5 мм, между щелевыми жалюзийными каналами 3 и глухие зоны 5 от 1 до 15 мм, количество рядов жалюзийных отверстий между глухими зонами от 2 до 4.
На фиг. 2 приведена конфигурация щелевых жалюзийных отверстий 2.
На фиг. 3 приведено раскрытие щелевых жалюзийных отверстий 2.
Перфорированное полотно работает следующим образом.
Равномерно распределенная жидкость течет по верхней поверхности перфорированного полотна параллельно оси Y. Газ подается под нижнюю поверхность перфорированного полотна и проходит через группы рядов щелевых просечных отверстий в виде жалюзи 2, с углом наклона а к поверхности полотна, равным 30-70°, и равномерно распределенный встречается с потоком жидкости, где образуется мелкодисперсная смесь газа с жидкостью с высокоразвитой поверхностью контакта фаз, одного из главных факторов, влияющих на интенсивность массопередачи. Газ, прошедший через полотно поступает под вышележащее перфорированное полотно, а жидкость стекает на нижележащее полотно. Таким образом, повышается эффективность контакта фаз в сочетании низких паровых и высоких жидкостных нагрузок за счет модификации конструкции полотна, введением глухих зон между группами рядов жалюзийных отверстий.
Список использованной литературы
1. Патент на изобретение №2236900, заявка №2003126821/15 от 01.09.2003 «ПЕРФОРИРОВАННОЕ ПОЛОТНО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ».
2. Патент на полезную модель №120582, заявка №2012109259/05 от 12.03.2012 «ПЕРФОРИРОВАННОЕ ПОЛОТНО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ ШИРОКОГО ДИАПАЗОНА РАБОТЫ».