Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к оборудованию химической, нефтяной, пищевой и смежных с ними областей промышленности и может быть использовано для ректификации, абсорбции, десорбции и т. п. процессов, обусловленных взаимодействием газовой (паровой) и жидкой фаз. Теплообменный аппарат включает корпус с тарелками, на полотне которых размещены вихревые контактные элементы, содержащие соосно расположенные цилиндрическую обечайку с окнами в нижней части и вертикальными прорезями в верхней части, отбойник, переливную трубу и завихрители. Полотно выполнено в виде набора отбортованных вверх полок, вдоль продольной оси которых установлены в ряд вихревые контактные элементы, а по периметру боковых кромок выполнены выемки в форме полукруга, в которых размещены входные участки переливных труб, при этом полотно тарелок снабжено продольными пластинами, закрепленными между отбортовками полок и в пазах, выполненных на выступающих над полотном входных участках переливных труб, а продольные оси полок смежных по высоте тарелок, скрещивающихся под прямым углом. Кроме того, завихрители контактных элементов выполнены совместно с полотном штамповкой из материала полок и имеют угол атаки от 10 до 45 . Дополнительно контактный элемент выполнен со следующим соотношением геометрических параметров: H = (0,5 - 3,0)D; d = (0,2 - 0,5)D, где H - высота обечайки, D - диаметр обечайки, d - диаметр переливной трубы, а обечайка снабжена дополнительным завихрителем. 2 з. п. ф-лы, , 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию химической, нефтяной, пищевой и смежных с ним областей промышленности и может быть использовано для ректификации, абсорбции, десорбции и т. п. процессов, обусловленных взаимодействием газовой (паровой) и жидкой фаз.

В изобретении решается задача по повышению производительности тепломассообменного аппарата за счет создания жесткой конструкции полотна, позволяющей разместить на тарелке большое количество вихревых контактных элементов и исключить вращательное движение жидкости в переливной трубе.

На фиг. 1 изображен общий вид тепломассообменного аппарата; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - конструктивное выполнение полок; на фиг. 4 - выполнение верхнего участка переливной трубы.

Тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, в котором размещены тарелки с вихревыми контактными элементами. Полотно тарелок выполнено из набора соединенных между собой по отбортованным вверх краям полок 2, между которыми размещены продольные крепежные пластины 3, повышающие жесткость конструкции. Вихревой контактный элемент содержит соосно установленные на полотно сепарационную цилиндрическую обечайки 4, в нижней части которых выполнены окна 5, а в верхней части - вертикальные прорези 6, переливную трубу 7, закрепленные своими входными участками в выемках 8 полок 2. Входные участки переливных труб 7, выступающие над полотном тарелок, имеют пазы 9, через которые пропущены пластины 3. Обечайка 4 снабжена отбойником 10, закрепленным с зазором относительно ее верхнего торца, завихрителем 11, выполненным совместно с полотном штамповкой из полок 2, и дополнительным завихрителем 12, размещенным в верхней части обечайки 4.

При этом отношение высоты Н обечайки 4 к ее диаметру D составляет от 0,5 до 3,0; диаметр d переливной трубы 7 составляет от 0,2 до 0,5 диаметра D обечайки 4, а угол атаки завихрителей 11,12 выбирается равным от 10 до 45^о.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость с полотна верхней тарелки по переливной трубе 4 поступает в контактное устройство, где взаимодействует с закрученным посредством завихрителя 11 потоком газа (пара), который распыляет жидкость, отбрасывая ее на внутреннюю поверхность обечайки 4 и сообщая вращательное движение. Под действием центробежных сил на обечайки 4 происходит сепарация фаз, при этом газ (пар) проходит через зазор между отбойником 10 и переливной трубой 7 и поступает из межконтактного пространства на вход в завихритель 11 верхней тарелки, а жидкость выводится в межконтактное пространство через окна 5 в барботажном режиме (при больших жидкостных нагрузках), преимущественно через нижний ряд вертикальных прорезей 6 и окна 5 в смешанном режиме, через верхний ряд вертикальных прорезей 6 и зазор между торцом обечайки 4 и отбойником 10 с дополнительной закруткой завихрителем 12 в режиме инверсии фаз (при высоких нагрузках по газу) и поступает по переливной трубе 4 на контактные элементы нижней тарелки. При этом размещенные во входных участках переливных труб 4 пластины 3 "раскручивают" жидкость, придавая ей ламинизированный характер течения.

Результатом изобретения является возможность создания достаточно простой, жесткой и надежной конструкции тепломассообменного аппарата, обладающего высокой производительностью в широком диапазоне нагрузок за счет предложенного конструктивного выполнения полотка тарелок в виде набора отбортованных полос и выбранного диапазона соотношений геометрических параметров вихревого контактного элемента. (56) Авторское свидетельство N 580868, кл. В 01 D 3/30, 1977.

Формула изобретения

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ , включающий коpпус с таpелками, на полотне котоpых установлены вихpевые контактные элементы, содеpжащие соосно pасположенные цилиндpическую обечайку с окнами в нижней части, и веpтикальными пpоpезями в веpхней части отбойник, пеpеливную тpубу и завихpитель, отличающийся тем, что полотно выполнено в виде набоpа отбоpтованных ввеpх полок, вдоль пpодольной оси котоpых установлены в pяд вихpевые контактные элементы, а по пеpиметpу боковых кpомок выполнены выемки в фоpме полукpуга, в котоpых pазмещены входные участки пеpеливных тpуб, пpи этом полотно таpелок снабжено пpодольными пластинами, закpепленными между отбоpтовками полок и в пазах, выполненных на выступающих над полотном входных участках пеpеливных тpуб, а пpодольные оси полок смежных по высоте таpелок скpещиваются под пpямым углом.

2. Аппаpат по п. 1, отличающийся тем, что завихpители контактных элементов выполнены совместно с полотном штамповкой из матеpиала полок и имеют угол атаки 10 - 45^o.

3. Аппаpат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что контактный элемент выполнен со следующими соотношениями геометpических паpаметpов: H = (0,5 - 3,0)D; d = (0,2 - 0,5)D, где H - высота обечайки; D - диаметр обечайки; d - диаметр переливной трубы, а обечайка снабжена дополнительным завихpителем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4