Тепломассообменный аппарат

(21) (22) (46) (71) турбулизацииределения парбов. Аппарат а ния поверхности равномерного ра за) по длине же жит наклонно ус Г 3 и 14, прикре тями к стенкам г одертины оеинтез б ановленные пла ленные верхними елобов 5, В ниж часи М маш (72 Г.Г ог них Левин, Г.Н,Лычагин др. Процессы зводств. М.: 1974, с.222 В.Н. иых проинность,а 22 другубАТаппаратеплостемеак рекзобретероцесса у дру цы па ы навст и ориентирова соседних сек ов 8 и 9, сое ях, а няющи оллект ны параллель щ пластинам положе овленн с желобамино наклонно13 и 14 наф-лы, 4 ил.б них. сстоянии Ж У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ 4039523/31-2619.03.8615.08.87. Бюл. 30Ангарское производственинение "Ангарскнефтеоргковский институт химичеостроенияА.Г,Рыбинский, А.И.ощенко, Е.А.Ермаков(57) Изобретение относится ктурному оформлению процессовмассообмена, протекающих в сигаз (пар) - жидкость, таких ктификация, абсорбцияЦелью иния является интенсификация п тепломассопереноср за счет увелич частях пластин выполнены параллельно расположенные прорези, кромки которых отогнуты с образованием щелей 16 и контактных элементов для прохода газа (пара), а окна 18 и 19 в поперечных перегородках расположены над контактными элементами, при этом дополнительный коллектор прикреплен к(торцовой стенке желобов 5. Целесооб- с разно, чтобы контактные элементы бы329806 Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ(пар) - жидкость, таких как ректификация, абсорбция,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса тепломассопереноса за счетувеличения поверхности и турбулиза,ции Фаз и равномерного распределенияпара (газа) по длине желобов,На Фиг,1 показан тепломассообменный аппарат, продольный разрез; нафиг.2 - разрез А-А на фиг,1; нафиг.3 - разрез Б-Б на Фиг.2; на5фиг. 4 - желоб, вид сверху,Тепломассообменный аппарат включает корпус 1, внутри которого установлены тарелки 2 с переливными устройствами 3 и 4, К переливному устройству 4 прикреппены параллельно расположенные желоба 5, между которымиустановлен коллектор 6, соединенныйс патрубком 7 для ввода газа (пара).Пространство желобов 5 соединено с 26коллектором 6 через патрубки 8 и 9.К основному коллектору б присоединены дополнительные коллекторы 10 и11, соединенные с желобами 5 патрубками 9. ЗОЖелоб 5 выполнен в виде короба12, который сверху закрыт наклонноустайовленньми пластинами 13 инижние части которых выполнены с прорезями (или разрезаны на части)кромки которых отогнуты для направленного прохода пара (газа) с образованием контактных элементов 15,расположенных под некоторым углом иобразующих щель 16 для прохода газа 40(пара). Вдоль желоба 5 установленыпоперечные .секционирующие перегородки17 с окнами 18 и 19 для прохода жидкости,Для предотвращения перелива жидкости желоба 5 снабжены,цополнительнымибортиками 20 и 21. Длина секции жалоба между двумя секционирующими перегородками 17 может соответствоватьдлине контактного элемента 15 Дпяувепичения поверхности контакта Фазв каждой секции нижней части пластин13 и 14 имеются прорези, кромки которых отогнуты на некоторый угол с образованием нескольких контактныхэлементов 22,23 и 24 для направленного ввода газа в слой жидкости.Отверстия 18 и 9 в перегородках17 расположены над контактными элементами 1522,23 и 24. Желоб 5 снабжен торцовой стенкой 25, к верхнемуобрезу которой примыкают дополнительные коллекторы 10 и 1. Патрубки 8и 9 установлены с зазорами 26 и 27,при этом торцы этих патрубков расположены параллельно наклонно установленным пластинам 13 и 4.Тепломассообменнь аппарат работает следующим образом,Жидкость, поступающая на тарелку2 из переливного устройства 3, взаимодействует с газом (паром) на основании тарелки, после чего стекает впереливное устройство 4, из которогонаправляется в желоба 5 в пространство между наклонно установленнымипластинами 13 и 14 и бортиками 20 и21,Газ (пар) поступает в корпусчерез патрубок 7, равномерно распределяется по поперечному сечению аппарата через основной коллектор 6и дополнительные коллекторы 10 и 11,Через патрубки 8 и 9, соединенные сколлекторами 6,10 и 11, газ (пар)поступает во внутреннее пространствожелобов 5, образованное коробками 12и наклонно установленными пластинами 3 и 14, из которого через щели 16внедряется в слой жидкости, находящийся в пространстве, расположенномнад наклонно установленными пластинами 13 и 14.Отогнутые контактные элементы 15пластин 13 и 14 придают направленность движению газового (парового)потока, Выходящий из-под контактныхэлементов 15 гаэ (пар) образует сжидкостью газо- или парожидкостнуюсмесь, которая поднимается, и по достижении мест согдинения наклонноустановленных пластич 13 и 14 с коробками 12 этот поток в основномсепарируется, при этом происходит выделение легкой паровой (газовой) фазы, которая уходит на контактированиена тарелку 2,Подъем жидкости происходит со стороны пластины 14, а возвращение жидкости в зону контакта - вдоль пластины 13. При делении желобов на секции с помощью поперечных секционирующих перегородок 17 чередование направле ний движения жидкости в соседних секциях противоположное.Переток жидкости из секции в секцию происходит через окна 18 и 1,9,которые выполнены в секционирующихперегородках над контактными элементами 15 или 22,23,24 в последующейсекции, что обеспечивает беспровальное поступление жидкости в зону контакта Фаз и способствует образованиюустойчивого циркуляционного движенияжидкости в секции.Конусообразное пространство, обра-.зованное наклонно установленнымипластинами 13 и 14, по которому течетжидкость, позволяет обогревать паром(газом) с двух и трех сторон жидкостьчерез теплопередающую поверхностьпластин 13 и 14, и такое выполнениеимеет большую теплопередающую поверхность, чем в известном аппарате.уменьшающаяся толщина слоя жидкости от центра сечения желоба 5 к егопериферии способствует быстрому егопрогреву и приводит к интенсификациипроцесса отпаривания (дегазации) ценных компонентов из жидкости.Выполнение торцов патрубков 8 и 9параллельными .наклонно установленнымпластинам 13 и 14 и установка патрубков с кольцевыми зазорами 26 и 27позволяют равномерно распределитьгаэ (пар) по длине желоба 5, Засчет локального поступления пара нанаклонно установленные пластины 13и 14 происходит локальный прогрев35,пластин 13 и 14, при этом происходитлокальная передача тепла жидкости,находящецся во внутреннем объемежелоба. Локальная передача тепла вызывает образование .циркуляционногоконтура движения жидкости, что спо-.собствует ее перемешиванию. В верхней части желоба циркуляционные токижидкости и (паро-) газожидкостногопотока в противотоке взаимодействуют 45между собой, что приводит к образованию дополнительной (новой) поверхности контакта фаз,Равномерность распределения газовой (паровой) фазы по длине желоба . обеспечивается соответствующим сопротивлением,которое возникает при прохождении легкой фазы через зазоры 26 и 27. Образовавшаяся плоская струя55 легкбй (паровой) фазы равномерно движется вдоль пластин 13 и 14. Распределившись во внутреннем объеме желоба 5, легкая фаза поступает на контактирование с жидкостью черезщели 16.Пройдя последовательно контактирование во всех секциях, образованных поперечными перегородками 17,контактными элементами 15, 22,23 и24, жидкость переливается в видеплоской струи через верхний торецторцовой стенки 25 и поступает наповерхность дополнительных коллекторов 1 О и 11, внутри которых двйжетсягорячий пар (газ).Плоская струя жидкости омываетнаружную поверхность дополнительныхколлекторов 1 О и 11 и поступает нанаружную поверхность торцовой стенки25, по которой она стекает в нижнюючасть аппарата. В тонком слое жидкости, омывающей поверхность коллекторов 10 и 11, за счет теплопередачипроисходит дополнительное выделениегазовых компонентов из жидкости.Жидкость, отделившись от торцовойстенки 25, движется вниз в виде плоской струи, из которой также удаляются остатки не выделившейся легкойфазы.Поперечные перегородки 17 ликвидируют обратное перемешивание жидкости,а также выполняют Функцию ребер жесткости конструкции желобов.Предлагаемое техническое решениеобеспечивает увеличение эффективности процесса тепломассопереноса засчет интенсивного перемешивания жидкости в зоне контакта фаз путем образования одного центрального и двухпериферийных циркуляционных контуровдвижения жидкости, взаимодействующих между собой, а также с поверхностью наклонно установленных пластин13 и 14; выделение ценных компонентовв тонком слое жидкости, текущей поповерхности дополнительных коллекторов 10 и 11, а также при ее движениипо наружной поверхности торцовойстенки 25 желобов 5 и при стоке споследней.Кроме того, процесс отпаривания(десорбции) интенсифицируется путемвоздействия энергии теплового потокапара (горячего газа) через теплопередающую поверхность с наклонно установленных пластин 13 и 14 по всей .длине желоба, в пространстве надкоторыми находится жидкость, и этоспособствует выделению ценных компонентов из жидкой фазы,5 )3298Вблизи стенок желобов уровень жидкости меньше, чем в центре, и таминтенсивно идет процесс прогрева содной стороны всей толщины слоя жидкости однако в центре желоба, гдетолщина слоя жидкости больше, прогрев слоя жидкости осущестгляется сдвух сторон и таким образом интенсиицируется процесс отгонки пелевыхкомпонентов по поперечному сечениюжелоба. Формула изобретения 1. Тепломассообменный аппарат, г включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих Фаз вну-. три которого установлены тарелки переливными устройствами., при зто.1 к переливному устройству нижней таран- о ки прикреплены одной стороной параллельно расположенные желоба в кото-. рых установлены поперечные перегородки с окнами, а с другой - противолежащей стороны - они закрыты торцо 75 вой стенкой, основной и дололнительный коллекторы, соединенныз патрубками с желобами и патрубком ввода га 066за (пара), о т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью интенсификации процесса тепломассопереноса за счет увеличения поверхности, турбулизациифаз и равномерного распределения парагаза) по длине желобов, он снабженнаклонно установленными пластинами,верхние части которых прикрепленык стенкам желобов, а нижние выполненыс параллельно расположенными прорезями, кромки которых отогнуты для направленного прохода пара (газа), аокна в поперечных перегородках расположены над вышеуказанными прорезями,при этом дополнительный коллекторприкреплен к торцовой стенке желобов Рппарат по п.1, о т л и ч ао щ и й с я тем, что прорези в накпонно установленных пластинах расположены в шахматном порядке и отогнутые кромки соседних прорезей направлены навстречу друг другу, а торцы патрубков соединяющих коллекторы с желобами, ,расположены параллельно ,-.аклонно установленным пластинам и на расстоянии от них,1329806 Составитель С.БарановРедактор И.Рыбченко Техред Л.Сердюкова орректор М.Шар Заказ 3513/ но-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4Произ одс Тираж 656 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Подписноео комитета СССРи открытийушская наб., д.4/5