КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение предназначено для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической и пищевой промышленности.
Известна регулярная насадка для сепарационных и массообменных аппаратов [RU 2305596 С1, МПК B01J 19/32 (2006.01)], состоит из развернутых по отношении друг к другу пакетов, выполненных из вертикально ориентированных листов с выступами, образующими дистанционные элементы и наклонные каналы между листами для прохода контактирующих фаз. На листах, по крайней мере, одной пары пакетов насадки уложены ряды пористых лент из полимерных материалов, перекрещивающихся с выступами листов при выполнении их из жгутов или расположенных на выступах при выполнении выступов в виде гофр. Пористые ленты выполнены из перфорированных полимерных материалов с напылением частиц из материалов, смачиваемых разделяемой фазой, и уложены в рядах с зазором друг к другу под наклоном к горизонту или горизонтально при выполнении ленты в виде гребенки с направлением зубьев к основанию пакета. Пористые ленты могут быть соединены с источником положительных зарядов. Недостатком этого устройства является сложность изготовления, так как необходимо выдерживать определенные углы и напылять частицы, а также повышенное гидравлическое сопротивление из-за большого количества препятствий для потока газа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является регулярная насадка для пленочных тепломассообменных аппаратов [RU 87103 U1, МПК B01J 19/32 (2006.01)], выполненная из пластин, ориентированных вертикально с образованием каналов, каждый из которых имеет в поперечном сечении вид правильного шестиугольника, в трех не соседних углах которого установлены горизонтальные перегородки. Жидкость, стекая сверху вниз по пластинам в виде пленки, контактирует с восходящим потоком газа. При течении жидкость, по принципу обеспечения минимального поверхностного натяжения, стремится к углам шестиугольных каналов, поэтому по высоте насадки установлены перегородки, которые перераспределяют жидкость равномерно по периметру каналов. Расстояние по высоте между перегородками определяется, исходя из условия стремления жидкости к углам каналов, и зависит от ее поверхностного натяжения, причем следующие по высоте перегородки располагаются в других трех не соседних углах. Таким образом, жидкость движется по всей поверхности пластин в виде равномерной пленки, что существенно увеличивает площадь контакта газа и жидкости. Недостатком этого устройства является сложность изготовления конструкции.
Предлагаемое контактное устройство для тепломассообменных процессов состоит из развернутых по отношению друг к другу пакетов 1, выполненных из вертикально ориентированных листов 2 с выступами, образующими каналы между листами 2 для прохода контактирующих фаз. Причем каждый канал имеет в поперечном сечении вид правильного шестиугольника. Удвоенная толщина стенки, в местах соединения листов 2, в единый пакет 1 придает дополнительную жесткость конструкции. На внутренней поверхности шестиугольных каналов имеются перегородки 3, которые создают закрученную структуру газового потока. Стекающая жидкость, равномерно распределяется по периметру каналов, под действием центробежной силы капли, срываемые потоком газа с пленки жидкости, снова оседают на нее. Взаимодействуя с газом, пленка жидкости приобретает закрученное движение. Перегородки 3 расположены на расстоянии друг от друга по всей высоте контактного устройства под некоторым углом к плоскости, перпендикулярной плоскости листа 2. Таким образом, жидкость движется по всей поверхности листов 2 в виде равномерной пленки, что существенно увеличивает площадь контакта газа и жидкости. Высокая скорость закрученного потока газа существенно увеличивает коэффициент массопередачи, что позволяет снизить высоту аппарата, в котором будет установлено данное контактное устройство.
Техническим результатом является увеличение пропускной способности аппаратов для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость, при сохранении достаточно высокой эффективности.