ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к конструкции насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтеперерабытывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар (газ), например, ректификации, абсорбции, десорбции, дистилляции и др.
Известен элемент насадки для массообменных аппаратов, выполненный в виде тонкостенного цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндра в виде лепестков, при этом концевая кромка каждого лепестка расположена под углом к поперечной корневой кромке лепестка, см. RU Патент №2230607, МПК7 B 01 J 19/30, 2004 г.
Известен элемент насадки для массообменных аппаратов, выполненный в виде тонкостенного отбортованного цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены просечные элементы в виде отогнутых внутрь цилиндра лепестков, которые изогнуты по окружности и расположены в ряд по периметру и выполнены в виде встречно расположенных прямоугольных треугольников, основания которых расположены в ряд, при этом поверхность насадки выполнена перфорированной, см. RU Патент №2027504, МПК7 B 01 J 19/30, 2004 г.
Недостатками указанных насадок для массообменных аппаратов является то, что концы отогнутых внутрь цилиндра лепестков являются каплеобразующими элементами, способствующими капельному уносу жидкости. Одновременно массообменная поверхность неравномерно распределена по объему тепломасообменного аппарата. Указанные недостатки снижают активную поверхность межфазного контакта и в целом ухудшают эффективность тепломассообмена.
Наиболее близким по технической сущности является элемент насадки для массообменных аппаратов, выполненный в виде тонкостенного цилиндра, имеющего изогнутые радиально к центру просечные элементы, представляющие собой перемычки между прямоугольными отверстиями, расположенными симметрично на одном уровне, при этом изогнутые радиально к центру просечные элементы - перемычки, которые в плане имеют  Ω-образные профили, образуют в местах своего сопряжения с кольцом криволинейные поверхности, см. SU Авторское свидетельство №1797991, МПК B 01 J 19/30, 1993 г.
Недостатками указанной насадки для массообменных аппаратов является неравномерность распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.
Задачей полезной модели является создание конструкции элемента насадки, позволяющей повысить эффективность тепломассообмена путем увеличения поверхности межфазного контакта за счет равномерного распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.
Техническая задача решается тем, что элемент насадки, выполненный в виде тонкостенного цилиндра с изогнутыми радиально к центру просечными элементами, согласно изобретению просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками, являющимися частью боковой поверхности цилиндра, и образуют замкнутые фигуры, при этом нижняя фигура повернута относительно верхней вокруг оси цилиндра.
Техническая задача решается также тем, что элемент насадки, выполненный в виде тонкостенного цилиндра с изогнутыми радиально к центру просечными элементами, согласно изобретению просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками, являющимися частью боковой поверхности цилиндра, и образуют замкнутые фигуры, при этом нижняя и верхняя
фигуры повернуты относительно друг друга вокруг оси цилиндра и дополнительно соединены между собой перемычками.
Решение технической задачи позволяет повысить эффективность тепломассообмена путем увеличения поверхности межфазного контакта за счет равномерного распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.
На фиг.1 представлен элемент насадки по первому и второму вариантам, вид сверху.
Изобретением по первому варианту предлагается насадочный элемент для неупорядоченной загрузки насадки в колонну (см фиг.1, 2), выполненный в виде тонкостенного цилиндра 1 с изогнутыми радиально к центру просечными элементами 2, просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками 3, являющимися частью боковой поверхности цилиндра 1, и образуют замкнутые фигуры 4 и 4', при этом нижняя фигура 4' повернута относительно верхней 4 вокруг оси цилиндра.
На фиг.2, 3 представлены элементы насадки по первому и второму вариантам в аксонометрии соответственно.
Изобретением по второму варианту предлагается насадочный элемент для неупорядоченной загрузки насадки в колонну (см фиг.1, 2, 3), выполненный в виде тонкостенного цилиндра 1 с изогнутыми радиально к центру просечными элементами 2, просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками 3, являющимися частью боковой поверхности цилиндра 1, и образуют замкнутые фигуры 4 и 4', при этом нижняя фигура 4' повернута относительно верхней фигуры 4 вокруг оси цилиндра, фигуры 4 и 4' дополнительно соединены между собой перемычками 5 для повышения механической прочности элемента насадки.
Насадка работает следующим образом.
Для ведения технологического процесса необходимый объем аппарата заполняют элементами насадки. При определенной температуре и давлении с верха аппарата подается жидкость, а снизу вверх поднимается паровая (газовая) фаза. При этом на элементах насадки образуется стекающая вниз пленка жидкости, на поверхности которой происходит тепломасообмен.
Варианты конструкций заявляемых элементов насадки позволяют достичь высокой скорости движения газовой фазы без излишнего захвата жидкости парами (газами), смачивая при этом поверхность насадки и равномерно распределяя жидкость по всему объему тепломассообменного аппарата. Геометрия насадки способствует перетеканию пленки с одних просечных элементов на другие, что приводит к частому обновлению межфазной поверхности, предотвращает каплеобразование и капельный унос жидкости паровым (газовым) потоком, значительно интенсифицируя, тем самым, тепломассообмен между паровой (газовой) и жидкой фазами.