Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена в системе газ (пар)-жидкость, может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, по высоте которого расположены контактные тарелки 2. Тарелки 2 снабжены отверстиями для прохода газа 3 в виде отогнутых вверх просечек полотна тарелки 2 и отверстиями для слива жидкости.4. Над и под отверстиями для слива жидкости 4 установлены теплообменные элементы 5 и 6 в виде ряда горизонтальных параллельных труб. При этом расстояния от центров труб теплообменных элементов 5 и 6 до близлежащих кромок отверстий для слива жидкости 4 равны между собой, а ширина отверстий для слива жидкости 4 равна К0.35...-.0.85) dTp, где dip - наружный диаметр трубы теплообмеиного элемента, м. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 D 3/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906689/26 (22) 31.01.91 (46) 15.03.93. Бюл. М 10 (71) Московский институт химического машиностроения (72) Ю.Н.Скрынник, Ю.Д.Захаров, О.С.Чехов и И.А.Шестеркин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1528519, кл. В 01 0 3/22, 1988. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена в системе газ (пар)-жидкость, может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность Ы 1801537 А1 изобретения; тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, по высоте которого расположены контактные тарелки 2. Тарелки 2 снабжены отверстиями для прохода газа 3 в виде отогнутых вверх просечек полотна тарелки 2 и отверстиями для слива жидкости.4. Над и под отверстиями для слива жидкости 4 установлены теплообменные элементы 5 и 6 в виде ряда горизонтальных параллельных труб. При этом расстояния от центров труб теплообменных элементов 5 и 6 до близлежащих кромок отверстий для слива жидкости 4 равны между собой, . а ширина отверстий для слива жидкости 4 равна 1=(0,35,...0,85) dip, где dip — наружный диаметр трубы теплообменного элемента, м. 2 ил, 1801537

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена в системе газ (пар)-жидкость, может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для осуществления неадиабатический процессов, Целью изобретения является расширение диапазона устойчивой работы и интен-. сификация тепломассообмена эа счет повышения однородности газожидкостного слоя.

На фиг. 1 изображен тепломассообменный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — экспериментально полученная зависимость диапазона устойчивой работы тепломассообменного аппарата с одной тарелкой д=В4 "/94 " от соотношения ширины отверстий для слива жидкости Ь к наружному диаметру трубы теплообменного зле- 20 мента 0», В корпусе тепломассообменного аппарата 1 по высоте расположены контактные тарелки 2. Тарелки 2 снабжены отверстиями для прохода газа 3 в виде отогнутых вверх просечек полотна тарелок 2 и отверстиями для слива жидкости 4, которые могут быть выполнены в виде щелей с отогнутыми вниз кромками. Над полотнами тарелок 2 в местах расположения отверстий для слива 4 установлены теплообменные элементы 5 в виде ряда горизонтальных параллельных труб, Под отверстиями для слива жидкости

4 размещены дополнительнотеплообменные элементы 6, Отверстия для слива 4 размеща- 35 ются симметрично относительно продольных осей труб теплообменн ых элементов 5 и 6. При этом расстояния от центров труб теплообменных элементов 5 и 6 (Oi и 0:) до близлежащих кромок отверстий для слива жидкости 4 равны 40 между собой (101А1=101А 1=10281=102В I), ширина Ь отверстий для слива жидкости 4 равна Ь= 0,35...0,85)d», где d» — наружный диаметр трубы теплообменого элемента 5 и 6, м. 45

С целью доказательства данного соотношения были проведены исследования по влиянию соотношения b/d p а диапазон устойчивой работы однотарельчатого аппарата д, который вычислялся как соотношение 50 максимальной скорости газа в отверстиях тарелки Р4m " к скорости вступления тарелки в работу Wo " Эксперименты приведены в колонне диаметром 400 мм на системе вода-воздух, Диаметр труб теплообменных 55 элементов составлял 25 и 38 мм. Свободное сечение отверстий для прохода газа составляло 17 . Иэ приведенной ка фиг, 2 зависимости можно сделать ьывод, что наиболее широкий диапазон устойчивой работы д (свыше 2,7) реализуется при значениях соотношения b/б» лежащих в пределах 0,35...0,85.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Жидкость поступает на полотно тарелки

2 либо с распределительной тарелки (не показана), либо с вышерасположенной тарелки, гаэ (пар), проходя через отверстия 3, эжектирует жидкость, и образовавшиеся струи направляются на трубы верхнего теп- . лообменного элемента 5, В результате удара газожидкостной струи о трубы верхнего теплообменного элемента 5 происходит существенная интенсификация процесса тепломассообмена и сепарация основной массы проконтактировавшей.жидкости. После удара газ (пар) поступает на вышерасположенную тарелку, а проконтактировавшая с газом (паром) жидкость через отверстия 4, расположенные непосредственно под трубами верхнего теплообменного элемента 5, попадает на трубы нижнего теплообменного элемента 6, где происходит дополнительный теплообмен. Путем исполнения отверстий 4 для слива жидкости в виде щелей с отогнутыми вниз кромками и подбора расстояния между полотном тарелки 2 и трубами нижнего теплообменного элемента 6 достигается необходимый гидравлический затвор, препятствующий проходу газа (па- ра) через отверстие 4 для слива жидкости.

Через зазор между полотном тарелки 2 и трубами нижнего теплообменного элемента

6 либо зазор между трубами нижнего теплообменного элемента 6 и кромками отверстий 4 в случае исполнения последних в аиде щелей с кромками, отогнутыми вниз, жидкость, образуя пленку в межтарельчатом пространстве, попадает на нижерасположенную тарелку.

Размещение труб верхнего 5 и нижнего

6 теплообменных элементов с равными расстояниями от их центров до близлежащих кромок отверстий для слива жидкости 4 (101А1=! О А 1= 02В1=102В1) создает условия минимального гидравлического сопротивления для слива жидкости. Это препятствует накоплению жидкости на плато тарелки 2, способствует упорядочению слива жидкости. В результате этого повышается однородность образующегося на плато газожидкостного слоя и интенсифицируется тепломассообмен в аппарате. Выполнение отверстий для слива жидкости шириной Ь. равной (0,35...0.85) бтр, позволяет максимально расширить диапазон устойчивой работы контактных тарелок, а значит и теплообменного аппарата в целом, 1801537

Ь (0,35-0,85) Отр, р „„тах/ щ р у И/

2,5

2,0

SZ py

Об

Фиг.2

Составитель Ю,Скрынник

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Вашкович

Редактор

Заказ 808 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Техническое преимущество предлагаемого тепломассообменного аппарата заключается в интенсификации тепломассообмена и расширения диапазона устойчивой работы за счет рационального размещения труб теплообменных элементов относительно отверстий для слива и оптимального соотношения между шириной отверстий для слива и диаметром труб теплообменных элементов.

Формула изобретения

Тепломассообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены полотна контактных тарелок с отверстиями для прохода газа (пара) в виде отогнутых вверх просечек полотна и отверстиями для слива жидкости, и размещенные над полотном теплообменные элементы в виде ряда параллельных горизонтальных труб, отверстия для слива жидкости распо ложены над трубами теплообменных элементов, а под отверстиями для слива жидкости горизонтально размещены трубы

5 дополнительных теплообменных элементов, отличающийся тем. что, с целью расширения диапазона устойчивой работы и интенсификации тепломассообмена за счет повышения однородности жидкостного

10 слоя, расстояния от центров труб теплообменных элементов, расположенных над и под полотнами контактных тарелок, до близлежащих кромок отверстий для слива жидкости равны между собой, а ширина от15 верстий для слива жидкости равна где бтр — наружный диаметр трубы теплооб20 менного элемента, м.