Тепломассообменный аппарат

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11997760 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -В 01 0 53/18 Гесудерстеевева комитет Опубликовано 23.02.83. Бюллетень7Дата опубликования описания 28,02.83(53) УДК 66,015. .23,05 (088.8) по делам ааеретение и еткрытий72) Авторь М. Фрумин и Г. зобретения71 ) Заявите ь 54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАР Изобретениеоформлению пропротекающих вкость.Известен тепвключающий коустановлены конненные в виде трпределительныминости которых рменты 1,паратному ссообмена, ) - жидтносится к а цессов теплом истеме газ (па й аппарат, е которого ни, выпольными расна поверхльные эле 1 О омассоопус, потактныеубок с копатрубзмещены менны высот ступе аксиал ами, спира Недостатком данного аппарата является низкая интенсификация процесса тепломассообмена, в результате невозможности использования тепла отходящих газов от подогрева поступающей сверху жидкости.Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, по,высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распределительными патрубками, на поверх ности которых размещены спиральные элементы, верхнюю, промежуточную и нижнюю камеры со штуцерами ввода и вывода жидкости и штуцерами вывода 2. В известном аппарате в верхней секции отходящий газ движется противотоком жидкости, однако интенсификация процесса тепломассопередачи все еще недостаточно высокая, вследствие невысокого температурного напора (0+25 С) так как контакт происходит между газом с температурой 75 - 78 С и жидкостью с температурой от 50 - 55 до 75 - 78 С.Целью изобретения является интенсификация процесса тепломассообмена за счет увеличения температурного напора.Указанная цель достигается тем, что в аппарате, включающем корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными патрубками, на поверхности которых размещены спиральные элементы, верхнюю, промежуточную и нижние камеры со штуцерами ввода и вывода жидкости и штуцерами вывода газа, 10 - 15% трубок вышерасположенной контактной ступени снабжены установленными в них с зазором патрубками с раструбами, а верхние концы соосных их распределительных патрубков нижерасположен ной контактной ступениустановлены внутри раструбок, при этом остальные вЕрхние концы распределительных патрубков этой ступени снабжены заглушками, а штуцер вывода газа нижней камеры соединен трубой со штуцером вывода газа промежуточной камеры.5Предлагаемая конструкция аппарата позволяет часть выделившегося в ниже- расположенной контактной ступени газа направить непосредственно в трубы выше- расположенной ступени, тем самым уменьшить скорость и напор газового потока, передаваемого из нижней камеры. Наличие патрубков с раструбами, установленных с зазором в трубы вышерасположенной контактной линии ступени, обеспечивает разрушение цилиндрической жидкостной плен ки, выходящей из этих труб, открывая свободный вход в трубы газу, прйшедшему из нижерасположен ной ступени. Поднимаясь навстречу стекающей по внутренним поверхностям труб тонкой пленке жидкости, газ отдает ей тепло в основном за счет конденсации содержащегося в нем пара, подогревая жидкость и, таким образом, происходит утилизация тепла отходящего газа, при этом температурный напор возрастает до 30 - 35 С, что значительно ин тенсифицирует процесс тепломассообмена.Указанный интервал, а именно снабжение 10 - 15% трубок вышерасположенной контактной ступени раструбами, является оптимальным. Оптимальность этого коли- зо чества труб вытекает из того, что трубки в трубных пучках контактных ступеней установлены в шахматном порядке, при этом каждую трубку окружают шесть труб по вершинам шестиугольника, поэтому установка патрубков с раструбами производится в каждую седьмую трубу, расположенную в центре шестиугольника, чтопозволяет равномерно воздействовать стекающей с раструбов пленкой жидкости на цилиндрические жидкостные пленки, стекающие из окружающих раструб шести труб, и разрушать их, открывая свободный вход в трубы газу. Таким образом,. количество труб с раструбами составляет 1/7 от общего количества или 14,3%. Однако с учетом неравномерности размещения 45 шестиугольников по краям трубного пучка эта цифра в зависимости от количества труб в пучке колеблется от 10 до 15%,На чертеже изображен аппарат, продольный разрез.Тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, по высоте которого установлена вышерасположенная 2 и нижерасположенная 3 вертикальные контактные ступени, выполненные в виде трубок 4, установленных в трубные доски 5 и 6. Сверху в трубки 4 коаксиально вставлены распределительные патрубки 7, на поверхности которых размещены спиральные элементы 8 для создания пленочного течения жидкости по внутренней поверхности трубок 4. 10 в 1 трубок 4 вышерасположенной ступени 2 снабжены установленными в трубки с зазором патрубками 9 с раструбами 10.В патрубки 9 с раструбами 10 введен верхний срез противоположных распределительных патрубков 7 трубок 4 ниже- расположенной контактной ступени 3. Остальные распределительные патрубки снабжены заглушками 11. Кроме того, аппарат содержит верхнюю 12, промежуточную 13 и нижнюю 14 камеры со штуцерами подвода 15 и отвода 16 жидкости и штуцерами 17 - 19 отвода газа, причем штуцер 17 соединен трубой 20 со штуцером 18 и промежуточной камеры. Для подвода и отвода теплоносителя в контактные ступени 2 и 3 предусмотрены штуцера 21 и 22.Теплом ассообменный аппарат работает следующим образом.Жидкость через штуцер 15 поступает в камеру 12 и, пройдя по спиральному каналу, образованному спиральным элементом 8, стекает в виде пленки по стенкам труб 4. Стекая с нижнего среза труб 4 цилиндрическая пленка жидкости распадается под действием стекаюшей с раструбов 10 жидкости. Попадая в спиральные каналы нижерасположенной ступени 3, жидкость вновь стекает в виде пленки по стенкам труб 4. Выделяющийся при нагреве жидкости за счет конденсации в межтрубном пространстве парогазовой смеси (теплоносителя) газ, в основном в нижерасположенной ступени, поднимается вверх по части труб, верхний срез распределительных патрубков которых введен в трубы 4 верхней секции, снабженные патрубками 9 с раструбами 10. В остальных трубах ниже- расположенной ступени, снабженных заглушками 11, выделяющийся газ движется вниз и через штуцер 17 трубу 20 и штуцер 18 поступает в промежуточную камеру 13, откуда в трубы 4 ступени 2. Двигаясь противотоком стекающей в трубах жидкости , газ нагревает ее и отводится через полость патрубков 7 и штуцер 19 изкамеры 12.Данный теплом ассообменный аппарат по сравнению с известным позволяет интенсифицировать процесс теплом ассообмена за счет использования тепла отходящих газов в результате увеличения температурного напора до 30 - 35 С против 0 - 25 С.Формула изобретенияТепломассообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распределиедактор Т. Кисилева аказ 993/7 КорректПодписиета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная О. Вил ВНИИПИ Государ по делам из4 5тельными патрубками, на поверхности которых размешены спиральные элементы, верхнюю, промежуточную и нижнюю камеры со штуцерами ввода и вывода жидкости и штуцерамивывода газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет увеличения температурного напора 10 - 15% трубок вышерасположенной контактной ступени снабжены установленными в них с зазором патрубками с раструбами, а верхние концы соосных им распределительных патрубков нижерасположенной контактной 6ступени установлены внутри раструбов, при этом остальные верхние концы распределительных патрубков этой ступени снабжены заглушками, а штуцер вывода газа нижней камеры соединен трубой со штуцером вывода газа промежуточной камеры. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рамм В. М. Абсорбция газов, М.,Химия, 1976, с. 308.2. Авторское свидетельство СССР782851, кл. В 01 Р 53/18, 1976.