УГОЛКОВАЯ СИТЧАТО-ЩЕЛЕВАЯ НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Полезная модель относится к массообменным устройствам колонных аппаратов для систем газ (пар) - жидкость и может быть использована, например, в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известна насадка для массообменных аппаратов, включающая ряды чередующихся наклонных в противоположные стороны элементов, расположенных по высоте в шахматном порядке, насадка составлена из равнобоких уголков, причем кромки полок соседних в ряду уголков, перпендикулярных к полкам уголков нижерасположенного ряда, образуют с ними щели. Торцы кромок уголков насадки выполнены зубчатыми. (Патент №2094113 Россия, МПК6 B01J 19/32; Заявл. 20.05.92; Опубл. 27.10.97.)
В данной насадке обеспечивается одновременное струйно-противоточное течение через щели, пленочное течение вдоль контактных полок и турбулизация фаз между полками под вершинами уголков.
Недостатком насадки является то, что при уменьшении расхода фаз нарушается пленочное и струйное течение фаз, что вызывает снижение эффективности процесса массообмена.
Наиболее близкой по достигаемому эффекту является насадка для массообменных аппаратов, включающая ряды чередующихся наклонных в противоположные стороны элементов, расположенных по высоте в шахматном порядке, состоящая из равнобоких уголков, причем кромки полок соседних в ряду уголков, перпендикулярных к полкам уголков нижерасположенного ряда, образуют с ними щели, при этом между элементами, расположенными в шахматном порядке, имеется отбойная пластина с плавно изогнутой кромкой вниз. (Патент №137480 B01J 19/32 Россия; Заявл. 31.05.2013; Опубл. 20.02.2014.)
Недостатком прототипа является то, что, не обеспечивается создание равномерного слоя жидкости в уголках наклонных элементов при изменении расхода жидкой фазы, что приводит к образованию крупных разрывов стекающего потока жидкости и, соответственно, снижению площади поверхности контакта фаз.
Целью полезной модели является повышение устойчивой работы насадки при изменении расходов фаз и, соответственно, увеличение интенсивности процесса массопередачи.
Указанная цель достигается тем, что в уголковой ситчато-щелевой насадке, включающей расположенные на определенном расстоянии друг от друга по высоте в шахматном порядке горизонтальных рядов равнобоких уголков со щелями в вершинах, установленных с зазором друг с другом и имеющие отбойные пластины с плавно изогнутой вниз кромкой, расположенные между рядами уголков над их вершинами. Согласно предлагаемому техническому решению, нижние кромки уголков отогнуты горизонтально, снабжены отверстиями, имеют зубчатые торцы, направленные вверх и образующие щели между уголками, расположенными в одном ряду.
На фиг 1 показан общий вид уголковой ситчато-щелевой насадки.
На фиг 2 представлен поперечный разрез блока массообменной насадки.
На фиг. 3 изображен узел А со схемой движения потоков контактирующих фаз.
Уголково-ситчатая насадка состоит из горизонтальных рядов уголков 1 со щелями 2 в вершинах и отогнутыми нижними кромками 3, снабженными отверстиями 4 и зубчатыми торцами 5, отбойных пластин 6 с отогнутыми вниз кромками.
Насадка работает следующим образом.
Жидкая фаза, попадая в насадку, пленкой стекает по наклонной полке уголка 1 к нижним отогнутым кромкам.
Благодаря наличию отогнутых кромок образуется слой сплошной фазы, которая затем, проходя через отверстия, равномерно диспергируется и соприкасается с потоком газовой фазы, которая поднимается вверх, проходя через щели в вершинах уголков и ударяясь об отбойные пластины 3.
Кроме этого сплошная фаза также стекает через щели сквозь зубчатые торцы пластин уголков.
Таким образом, в результате наличия отогнутых зубчатых кромок при уменьшении расхода жидкой фазы, которое сопровождается неравномерным растеканием жидкости по поверхности наклонных пластин уголков, снижением контакта фаз и уменьшением интенсивности массообмена, происходит сбор жидкой фазы, что ведет к выравниванию потока жидкой фазы по поперечному сечению аппарата, улучшению гидродинамической обстановки в аппарате и снижению продольного перемешивания. Кроме того, наличие отверстий в отогнутых кромках и зубчатых торцов способствует дополнительному диспергированию сплошной фазы и непрерывному обновлению поверхности контакта фаз по высоте насадки.
Все это повышает интенсивность массопередачи, стабилизирует работу насадки при различных расходах фаз и повышает надежность ее работы.