Насадка для массообменного аппарата

Предлагаемое техническое решение относится к массообменным аппаратам с листовой насадкой и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки дымовых газов и вентиляционных выбросов.
Известна насадка в виде вертикальных пластин (плоскопараллельная насадка из того или иного твердого материала (металл, дерево, пластические массы) или туго натянутых полотнищ из ткани). В верхней части аппарата находятся распределяющие жидкость устройства, равномерно орошающие каждую пластину с обеих сторон (В. М. Рамм. Абсорбция газов. Издание второе, переработанное и дополнительное. - М. : Химия, 1976, с.307-308).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невысокая скорость массопереноса на границы раздела фаз жидкости и газа, что снижает производительность тепломассообменного устройства.
Известна регулярная насадка для тепло- и массообменных процессов, состоящая из пакетов гофрированных листов двух видов, расположенных вертикально, вершинами друг к другу с образованием в собранном виде горизонтальных, ромбовидных каналов и вертикальных, зигзагообразных каналов, с такими вырезами в листах, чтобы стал возможен вход вершин гофр листа первого вида в прорези вершин гофр соседнего листа второго вида с образованием между ними щелей, на вершинах гофр листов первого вида имеются спиралевидные ленты [патент на изобретение  №2602118, B01J 19/32, 2015 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, являются необходимость частых остановок на ремонт листов гофр, что значительно снижает производительность.
Известен блок структурированной насадки для тепломассообменных аппаратов, включающий вертикально расположенные гофрированные перфорированные листы с наклонным по отношению к вертикали гофрированием, причем в смежных листах гофры имеют одинаковый и противоположный по направлению угол наклона к вертикали, сами гофрированные вертикальные листы выполнены из просечно-вытяжного металлического листа с ромбовидной формой ячеек и перемычками между ними, ширина которых составляет 1,2-2δ, где δ - толщина листа, при этом угол наклона их к поверхности листа составляет 35-75, а живое сечение каждого просечно-вытяжного гофрированного листа составляет 50-75% от общей его площади [патент на изобретение  №2184606, B01J 19/32, 2002 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточный массоперенос на границе раздела фаз, а так же сложностью проведения процесса регенерации просечно-вытяжного листа с ромбовидной формой ячеек, что в целом снижает производительность.
Известна насадка для массообменных аппаратов, содержащая горизонтальные гофрированные полотна с отверстиями, расположенные так, что образующие гофров соседних полотен взаимно перпендикулярны, при этом гофрированные полотна изготовлены из просечно-вытяжного листа, причем нижние части гофров выполнены глухими [патент на изобретение  №2225753, B01J 19/32, 2003 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится быстрое загрязнение просечно-вытяжного листа, что приводит к низкой производительности.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является насадка для массообменного аппарата, выполненная  в виде гофрированных плоскопараллельных листов с вертикальным или горизонтальным расположением гофр [А.С. Тимонин. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработка. - Калуга : Издательство «Ноосфера», 2017, с. 572-573].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится необходимость остановки аппарата на проведение процесса регенерации, так как на гофрированных листах откладываются отложения (накипь, примеси, сажа), которые необходимо очищать, это приводит к снижению производительности.
Техническим результатом предлагаемой конструкции насадки для массообменного аппарата является повышение производительности.
Поставленный технический результат достигается тем, что насадка для массообменного аппарата, состоящая из гофрированных плоскопараллельных листов с вертикальным расположением гофр, причем гофры выполнены из материала, обладающего эффектом памяти.
Выполнение гофр из материала, обладающего эффектом памяти, позволяет под действием температур распрямляться в прямое полотно, из-за чего после прекращения процесса и понижения температуры в аппарате, прямое полотно будет опять возвращать свою прежнюю форму – гофру,  что приводит к растрескиванию отложений солевого колена, продуктов деструкции и других материалов и происходит самопроизвольное их удаление с поверхности материала, что будет способствовать увеличению производительности.
На фиг. 1 представлен общий вид насадки для массообменного аппарата; на фиг. 2 - насадка для массообменного аппарата при рабочей  температуре.
Насадка для массообменного аппарата, представляет собой гофрированные плоскопараллельные листы 1, которые крепятся к траверсам 2, находящимся внутри корпуса 3.
Насадка для массообменного аппарата работает следующим образом.  Под действием протекающего процесса внутри корпуса 3 начинает повышаться температура, из-за чего гофрированные плоскопараллельные листы 1, прикрепленные к траверсам 2, начинают распрямляться в прямое полотно (как показано на фиг. 2), а отложения и продукты деструкции из-за деформаций и напряжений растрескиваются и удаляются с поверхности гофрированных плоскопараллельных листов 1.
Это уменьшает время удаления этих отложений при остановках и ремонта, а значит, позволяет увеличить основное время  работы и производительность.
Пример 1.  В ректификационной колонне в холодном состоянии при  температуре 20°С листы 1 материала находятся в гофрированном  состоянии (фиг. 1)  и выполнены из материала, обладающего эффектом памяти, например из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. При разделении бинарной смеси «метиловый спирт – вода», которая кипит при температуре от 70°С в верхней части  колонны до 100°С, в нижней части колонны гофрированные листы 1 распрямляются и принимают плоскую форму (фиг. 2). При остановке колонны на ремонт она  охлаждается, плоские листы 1 возвращаются в гофрированные состояние, при этом термические отложения на поверхности раскалываются и удаляются с нее. Это  облегчает подготовку колонны к новому циклу работы, уменьшает время  подготовки и увеличивает основное время, тем самым значительно повышает производительность.
Пример 2. В абсорбционной колонне процесс улавливания сероводорода из природного или попутного газа водным раствором моноэтаноламина идет при  температуре 20°С и листы находятся в гофрированном состоянии. Десорбцию раствора моноэтаноламина проводят при 100°С, а так как листы насадки выполнены из материала, обладающего эффектом памяти, то гофры распрямляются, продукты деструкции на поверхности листов при этом откалываются и легко удаляются с их поверхности. Это уменьшает время удаления продуктов деструкции с поверхности листов, увеличивает основное время работы, а, следовательно,  и производительность в целом.
Таким образом, установка внутри  колонны насадки для массообменного аппарата выполненной в виде гофрированных плоскопараллельных листов  из материала, обладающего эффектом памяти, позволяет интенсифицировать процесс за счет того, что не нужно проводить разбор аппарата для очистки насадки от скопившихся примесей, за счет того что насадка будет принимать вид из гофры в прямое полотно и обратно. Это будет способствовать растрескиванию образовавшейся накипи на поверхности насадки, которая будет отскакивать от нее и удаляться. Сам процесс очистки от накипи полотна будет заключаться в подаче потока сжатого  воздуха или воды.