Тепло-массообменный элемент

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскмх Соцмалмстических Республик)М. Кл,Р 28 У 13 исоединеннем заявки осударстееиныи ионите СССР по делам изабретеиий и открытий(7 ) Заявитель 54) ТЕПЛО-МАССООБМЕННЫЙ Э я удаленн ментов по Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, применяемой в химической, нсфтехнмической, энергетической, холодильной и других областях промышленности, в которых используются процессы парцнальной конденсацин с последуютцей сепарацней газо. жидкостного потока. Например устройство может быть использовано е узле межступенчатого охлаждения пирогаза пирогазового компрессора и в блоке очистки водорода от метана установок получения этилена н пропнлена.Известны тепло.массообменные элементы, используемые в конденсаторах, выполненные в виде труб нлн пластин. Конденсат, образуюшнйся на указанных элементах, в зависнмостн от конструкции аппарата, либо час. тнчно стекает под действием гравитационных снл в его нижнюю часть, либо уносится нз аппарата потоком несконденснровавшегося газа в сепарнрующее устройство, где происходит сепарация газо-жидкостного потока.Ввиду того, что пленка конденсата, образующаяся на указанных элементах, создает значительное термическое сопротивление, эффективность указанных устройств недоста. точно высока. Кроме того, онн требуют установкн после себя сепараторов дл я капельной влаги, срываемой с элетоком газа.С целью ннтенснфнкацин процесса кон.денсацин предложены разлнчные устройства з для уменьшения толщины н удаления плен.кн с поверхности теплообмена, напрнмср, использование различного рода насадок, со.прнкасаюшихся с теплообменной поверхно.стью )11.Все этн теплообменные элементы эффектнвно уменьшают среднюю толщину пленки конденсата только на начальных участках поверхности, а затем происходит залив ннтенснфнцнруюгцнх устройств конденсатом н коэффн цненты теплоотдачи резко падают.Кроме того, на этих теплообменных элементах не решается задача полного отделения жидкости от газового потока и дальнейшего нспарення ее, что приводит к необ- ходимости установки сепарацнонных устно ройств н испарнтелей.Ближайшим техническим решением является тепло-массообменный элемент, состоя.цнй из теплообменной трубы произвольного сечения, имеющей непрерывное по длине капиллярно-пористое покрытие (2.Внутренняя поверхность этой теплообмен.ной трубы представляет собой последовательно расположенные поверхности вращения,предназначенные для интенсификации теплопередачи от жидкости, протекающей в трубе,через ее внутреннюю поверхность. Внешняяяоверхность трубки имеет сплошное покрытие из пористого металла, которое интенсифицирует теплопередачу от металла стенкичерез жидкость, находящуюся с ней в контакте. Такая труба рекомендуется для использования в любых теплопередающих устройствах.В этой теплообменной трубе процесс парциальной конденсации может происходитьс высокими значениями коэффициентов теплообмена и с высокой термодинамическойэффективностью в том случае, если производится постоянный отсос сконденснровавшейся жидкости по пористому слою и удаление ее с поверхности, на которой происходитконденсация, что не предусмотрено в заявленной конструкции. В то же время конструкциятрубки не позволяет производить конденсацию пара с одновременным испарением конденсата без смешения с основным газовымпотоком,Целью предлагаемого изобретения является интенсификация процесса конднсациипри одновременном полном отделении наэтом же элементе конденсата от перерабатываемого газового потока.Указанная цель достигается тем, что тепло-массообменный элемент снабжен внутренней и наружной непроницаемыми нерегородками, плотно прилегающими к внутреннейи наружной поверхности теплообменной трубы, установленными перпендикулярно ее осин делящими тепломассообменныйэлемент наобогреваемую и охлаждаемую части, причемвнутренняя и наружная непроницаемые перегородки смещены друг относительно другана расстояние, равное толщине внутреннейперегородки и расположены в одной плос.кости, разделяющие ее на охлаждаемую иобо рснаемую части, причем перегородки смещены друг относительно друга на расстояние, равное толщине внутренней перегородки,и расположены в одной плоскости. Наличие внутренней и наружной непористых перегородок позволяет на одном конце теплообменной трубы осуществить процесс конденсации компонентов перерабатьваемого газового потока, а на другом ее конце - испарение сконденсировавшейся фракции без смешенин с основным газовым потоком, чтопозволяет отказаться от последующей сепарации последнего.Внутренняя и наружная разделяющие непроницаемые перегородки расположены в параллельных плоскостях (т. е, сме 1 цены друготносительно друга) .Между непроницаемой ненористой перегородкой и капиллярно-пористым покрытием% 10 иметь наружное капиллярно-пористое покрытие, в этом случае внутри трубы могут бытьустановлены интенсификаторы процесса теплообмена (например, турбулизующие вставки.Если капиллярно-пористое покрытие нанесено на внутренней поверхности тепломассообменного элемента, то на наружной20 поверхности могут быть установлены интенсификаторы теплообмена (например, ребра).Тепло-массообменный элемент имеет наружную систему подвода и отвода потоков,участвующих в процессе тепло-массообмена,разделенную наружной непроницаемой перегородкой на зоны (камеры).На фиг, 1 изображен общий вид тепломассообменного элемента с наружным капиллярно-пористым покрытием; на фиг, 2дан общий вид тепло-массообмениого элемента с внутренним каяиллярно-пористымпокрытием,Тепло-массообмениый элемент состоит изтрубы 1 с капиллярно-пористым покрытием2 и имеет внутреннюю непроницаемую перегородку 3 с теплоизоляцней 4 и наружную З 5 непористую перегородку 5 с теплоизоля 4 в 45 50 5 трубы установлено уплотнение. Наличие.уплотнения позволяет избежать перетока,основного газового потока из охлаждаемой части трубы в обогреваемую,Обе перегородки теплоизолированы. Теплоизоляции внутренней и наружной непроницаемых перегородок позволяет свести до минимума теплопотери, вызванные теплопритоком из обогреваемой части трубы в охлаждаем ую. Тепло массообменный элемент может цией 6. Между перегородкой и капиллярнонористым слоем установлено уплотнение 7.В зависимости от количества конденси. руемого пара конструктивные размеры элемента подбираются таким образом, что не происходит переполнения капиллярно-пористого слоя коиденсатом н, следовательно, не может произойти срыв его с трубки и вынос с потоком газа, что исключает необходимость последующей сепарации потока газа.Тепло-массообмеиный элемечт работает следующим образом. Нерерабатываемый газовый ноток, омывая охлаждаемую поверхность трубыс капиллярно-пористым слоем 2, охлаждается и частично конденсируется на пористой поверхности 2, Образовавшийся конденсат под действием капиллярных сил проникает в поры слоя 2 и распространяется по всей длине трубывнутри капиллярнопористого слоя 2,На обогреваемом конце элемента происходит испарение конденсата, который в виде паров удаляется иэ капиллярно-пористого слоя 2, Таким образом происходит постоянный подсос конденсата иэ эоны конденсации в зону испарения., Техред О, Луговая Корректор Л Тираж 731 Подписное ета ССоткрылия наб.,ул П ОНИИПИ Государственного коми по делам изобретений н 113035, Москва, Ж 35, Раушск лиал ППП Патент, г. Ужгород