Тепломассообменный аппарат

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 11682255 Союз Советских Социалистических Республик(088,8) по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В. П, Алексеев, А. В, Дорошенко, Р. Гонаслес, Н. П. Угольникова,В, В. Осьмак и Л. И, Юдин Одесский технологический институт холодильной промышленности(54) ТЕПЛОМАССООВЯЕНИЫЙ АППАРАТ 1Изобретение относится к энергетичсскому и химическому машиностроению, а также к вентиляции и кондиционированшо воздуха. Оно может быть использовано для проведения процессов газовой абсорбции, ректификации, кондиционирования воздуха, охлаждения циркуляционной воды в градирнях.Известен теплом ассообменный аппарат, предназначенный для контактирования газа с жидкостью и содержащий корпус с размещенными в нем опорно-распределительными и ограничительными решетками, устройства для равномерного распределения газа и жидкости, в качестве основного насадочного слоя - слои легких полых элементов любой замкнутой формы, заполняющих определенную часть рабочего объема аппарата и приходящих при некоторой скорости газового потока и плотности орошения в псевдоожиженное состояние 1.Известный аппарат имеет низкое качество псевдоожижения (особенно при малых и при очень больших диаметрах аппарата), в нем наблюдаются явления инверсии - скопления насадочных элементов у верхних ограничительных решеток аппарата при сравнительно невысоких значениях скорости газового готока, кроме того, значительное гидравлическое сопротивление опорно-распределительных и ограничительных решеток и др. Все это затрудняет исользоваыис аппаратов такого типа в промышленности в широких масштабах,Известен тспломассообмснный аппарат,содержащий корпус, расположенные в немстержни с нанизанными на них насадочных 1 п элех 1 ентаки и размещенные между сте 1)- жнями решетки 2.О Недостаток известного аппарата заключается в том, что насадочные элементы необладают свободным витанисм вокругстержня, что ухудшаст условия псевдоожижения,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса за счет свободного витания насадочных элементов относительно стержней.С этой целью насадочные элементы имеют отверстия в форме гиперболоида вращсг 111, причем отверстия выполнены с диаметром в 2 - 3 раза больше диаметрастержней, что обеспечивает свободное витанис насадочных элементов относительностержней, Целесообразно насадочные эле 2; мент устанавливать на стержнях с экспснтриситстом, равньм 0,1 - 0,2 диаметраэлемента, а стержни выполнять из эластичного материала. Причем расстояниемежду стержнями должно бьть равно 1,0 -30 1,4 диаметра элемента 2.8На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - тоже, в рабочем состоянии; на фиг. 3 изображен насадочный элемент, например, шаровой формы с отверстиями, смещенным от оси на расстоянии 0,1 - 0,2 диаметра; на фпг.4 - то же, с отверстием в 2 - 3 раза больше диаметра каждого стержня; на фиг, 5 - то же с отверстием сложной формы, например гиперболоида вращения.Тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, в котором равномерно установлены стержни 2, закрепленные на опорно- распределительной 3 и ограничительной 4 решетках. Насадочные элементы 5 на стержнях 2 находятся в неподвижном состоянии, равномерно заполняя нижнюю часть аппарата. Распределение насадочных элементов 5 по поперечному сечению аппарата задается расположением стержней 2 на опорно-распределительной 3 и ограничительной 4 решетках аппарата. Тепломассообменный аппарат снабжен устройствами 6 и 7, соответственно, для равномерной подачи газа и жидкости.При секционировании тепломассообмснного аппарата на стержнях 2 устанавливают стопоры 8 для разбивки насадочных элементов по высоте. В аппаратах такого типа обычно осуществляется форсуночное распределение жидкости, которое может быть наружным (форсунки располагаются над ограничительной решеткой), либо внутренним (форсунки вводятся в объем аппарата). Иногда форсунки располагаются над ограничительной решеткой (с направлением факела распыла вверх), так как осуществляется процесс обмена между газом и жидкостью в условиях восходящего прямотока.Аппарат работает следующим образом, Воздух подают снизу, а воду - сверху. При определенных значениях расходов газа и жидкости насадочные элементы приходят во взвешенное состояние и начинают непрерывно перемещаться вдоль стержней 2, витая вокруг вертикальной оси и соударяясь друг с другом. Насадочный псевдоожиженный слой приобретает таким образом регулярную структуру. Наличие стержней 2 позволяет в значительной мере разгрузить опорно-распределительную решетку 3, повысить ее живое сечение и снизить гидравлическое сопротивление тепломассообменного аппарата в целом. Подача жидкости можст осуществляться непосредс гвепно иа каждый стержень, что существенно улучшает качество распределения. Разбивка насадочной части тепломассообмен ного аппарата с помощью стопоров 8, закрепленных на стержнях 2, позволяет дополнительно разгрузить опорнораспределительпую решетку 3, повысить качество псевдоожпженпя. Насадочнь 1 е элементы 5 10 целесообразно устанавливать на стержнях2 с некоторым эксцентриситетом, равным 0,1 - 0,2 диаметра элемента,Это приводит к повышению числа соударений насадочных элементов и увеличению 15 степени турбулизации контактирующих потоков газа и жидкости, Аналогичный результат вызывается увеличением диаметра отверстий в насадочных элементах в 2 - 3 раза больше диаметра направляющих. Это 20 способствует свободному витанию насадочпых элементов около направляющих. В качестве насадочных элементов тепломассообменного аппарата описанной конструкции можно использовать насадочные тела Б эллипсоидальной, либо еще более сложнойгеометрической формы.Формула изобретенияТепломассообменный аппарат, содержа 30 щий корпус, расположенные в нем стержнис нанизанными на них насадочными элементами и размещенные между стержнями решетки, отличающийся тем, что,сцельюинтенсификации процесса за счет свободно 3. го витания насадочных элементов относительно стержней, насадочные элементыимеют отверстия в форме гиперболоидавращения, причем отверстия выполнены сдиаметром в 2 - 3 раза больше диаметра40 каждого стержня,2. Аппарат по п. 1, отличающийсятем, что насадочные элементы установленына стержнях с эксцентриситетом, равным0,1 - 0,2 диаметра элемента.45 3. Аппарат, по и. 1, отличающийсятем, что стержни выполнены из эластичного материала,4, Аппарат по п, 1, отличающийсятем, что расстояние между стержнями рав 50 но 1,0 - 1,4 диаметра элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии,1204781, 1970 г,ВИ.5 й 2. Патент ВНР154070, 1968 г. 12 а,.4 иг оставитель С, Баранова аказ 2009/16 Изд. М НПО Поиск Государственного 113035, МоскТипография, пр. Сапунова, 2 едактор Л. Курасова митета СС Ж, Рау Тираж 877Р по делам изобская наб., д. 4/5 рректор Е. Осипова Подписно ний и открытий