Насадка массообменных аппаратов для гетерогенных систем

,уЯ Р 53/20 4 Л) В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я ПЬСТВ щаяся тем, шными, а перегородт боковой ЕН- ЫХ 4 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Днепропетровский ордена ТрудовогКрасного Знамени химико-технологическиинститут им, Ф. Э. Дзержинского(56) 1. Авторское свидетельство СССР294635, кл, В 01 Р 53/20, 1969.2. Авторское свидетельство СССР(54) (57) 1. НАСАДКА МАССООБМНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ГЕТЕРОГЕНН СИСТЕМ, выполненная в виде наклонно установленных пластин, жестко закрепленных в ячейке прямоугольного сечения, образованной вертикальными перегородками, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем увеличения поверхности контакта фаз и времени их взаимодействия, она снабжена выпуклыми пластинами, нижние торцы которых соединены с боковой стенкой ячейки, а верхние их кромки - с нижними кромками наклонных пластин.2. Насадка по п. 1, отличаючто перегородки выполнены сплонижний торец каждой наклоннойки расположен на расстоянии остенки ячейки.Изобретение относится к аппаратурному оформлению насадочных колонн для осуществления массообменных процессов химической технолотии, которая может быть использована в химической, нефтехимической, фармацевтической, пищевой н других отраслях промышленности в качестве контактных элементов реакционного и массообменного оборудования.Известна регулярная насадка, состоящая из плоских и гофрированных листов с просечками с отогнутыми кромками, расположенными вдоль гофр 11.Однако насадка указанной конструкции предназначена для систем газжидкость и предполагает нисходящее пленочное движение жидкости при восходящем противоточном движении газового потока,Известна насадка массообменных аппаратов для гетерогенных систем, выполненная в виде наклонно установленных пластин, жестко закрепленных в ячейке прямоугольного сечения, образованной вертикальными перегородками 2. 5 10 15 20 Недостатки известной насадки - относительно низкая интенсивность массообмена и малое время контактирования твердой 25 фазы с газами и жидкостью, обусловленное незначительным временем контактирования газожидкостной системы с твердой фазой,Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена путем увеличения поверхности контакта фаз и времени их взаимодей- З 0 ствия.Поставленная цель достигается тем, что насадка массообменных аппаратов для гетерогенных систем, выполненная в виде наклонно установленных пластин, жестко зак 35 репленных в ячеике прямоугольного сечения, образованной вертикальными перегородками, снабжена выпуклыми вверх пластинами,нижние торцы которых соединены с боковойстенкой ячейки, а верхние их кромки - с нижними кромками наклонных пластин. 40Кроме того, перегородки выполнены сплошными, а нижний торец каждой наклонной перегородки расположен на расстоянии от боковой стенки ячейки.На фиг. 1 показан аппарат с насадкой в аксонометрии; на фиг. 2 - то же, продоль 45 ный разрез.Насадка для массообменных аппаратов, содержит пластины 1 своими торцами 2, закрепленные в ячейке 3 прямоугольного сечения. Плоские наклонные пластины 1 размещены по отношению к горизонтальной плоскости под углом, больше угла откоса твердой фазы, и жестко соединены с боковой стенкой 4 ячейки. Между нижними кромками 5 наклонных пластин и противоположной боковой стенкой 4 ячейки при этом 55 образуется зазор 6. Над плоскими наклонными пластинами 1 соосно размещены выпуклые вверх пластины 7, которые своими концами 8 также жестко закреплены в ячейке 3 прямоугольного сечения. Нижние кромки 9 выпуклых пластин жестко соединены с боковой стенкой 4 ячейки, а верхние кромки - с нижними кромками 6 плоских наклонных пластин, 1.Насадка массообменных аппаратов для гетерогенных систем жидкость-газ-твердое тело работает следующим образом,Газовый (паровой) поток подается в нижнюю часть насадки в лабиринтный канал, образованный плоскими наклонными пластинами 1 и выпуклыми пластинами 7. Жидкость или жидкость-твердая фаза подается в верхнюю часть насадки в лабиринтный канал. Таким образом, в лабиринтном канале насадки организуется противоточное движение нисходящей жидкой фазы и восходящего газового (парового) потока.Благодаря конструктивным особенностям насадки в каждой секции ее лабиринт- ного канала обеспечивается эффективный массообмен между жидкой-твердой-газовой фазами. Газовый поток в секцию поступает из нижележащей через нижний зазор 6 между кромками пластин 5 насадки и боковой стенки 4 ячейки. Газовый поток ударяется о внутреннюю поверхность выпуклой пластины 7, изменяет направление движения и перемешивает жидкую и твердую фазы в секции. При этом достигается также равномерное распределение твердой фазы в потоке. Жидкость и твердая фаза поступают в эту же секцию из вышележащей секции насадки через верхний зазор между кромками пластин и стенкой ячейки. Газовая (паровая) фаза через верхний зазор секции перемещается в вышележащую секцию насадки, а жидкость и твердая фаза через нижний зазор секции попадает в нижележащую секцию, Благодаря уменьшенному сечению зазора в сравнении с сечением между пластинами скорость жидкости в переливных зазорах выше, чем обеспечивает в каждом пропускном зазоре дополнительную зону особенно эффективного массообмена.Конструкция предлагаемой насадки обеспечивает возможность и других схем движения фаз. Так, при необходимости нисходящего движения твердой фазы по отношению к восходящему потоку жидкости и газа в нижнюю часть аппарата с предлагаемой насадкой подается газ и жидкость, а в верхнюю часть его - твердая фаза.В случае противоточного движения жидкости и твердой фазы по отношению к восходящему движению газового потока подача жидкой и твердой фаз организуется в верхнюю часть аппарата, а газового потока - в нижнюю его часть.Интенсификации массообмена на предлагаемой насадке объясняется следующим.Выполнение насадки в виде наклонных плоских пластин и соосных им выпуклых1162461 а Юое Фрр 2Заказ 3986/5 Тираж 659П Патент, г. Ужгород,НИИПилиал ПодписноеПроектная, 4 пластин, размещенных над ними, обеспечивает в объеме между пластинами создание восходящим газовым потоком газожидкостного слоя. При этом наличие зазора между кромками пластин и стенками ячейки создает зону эффективного контакта фаз за счет локального повышения скорости газового потока в месте перелива жидкости с вышележащей пластины на нижележащую. Выполнение верхних пластин выпуклыми вверх гарантирует изменение движения восходящего газового потока, гасит скорость уносимых газом твердых частиц .и жидких капель и возвращает их к переливу на нижерасположенную пластину. Таким образом, снижается явление обратного перемешивания по высоте насадки за счет брызгоуноса. Насадка работает как каскад реакторов идеального смешения без обратного перемешивания между ними. В целом аппарат, секционированный насадкой предлагаемой конструкции,может рассматриваться как аппарат вытеснения, состояший из секций идеального смещения, что обеспечивает значительные преимущества за счет уменьшения градиентов скоростей потоков в поперечном сечении аппарата, снижения продольного перемешивания и более равномерного распределения фаз в потоке.Выполнение зазора между кромками пластин и стенкой ячейки размером меньшим расстояния между соосными пластинами насадки обеспечивает задержку определенного количества жидкости и твердой фазы в каждом объеме между пластинами (секции) . При этом увеличивается время контактирования жидкость-твердая фаза с газовым потоком и, в свою очередь, интенсифицируется массообмен.Кроме того, предлагаемая конструкция насадки особенно эффективна для пенящихся систем.