Тепломассообменный аппарат
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
, л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ"кл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Горьковский политехнический институт им, А.А.Жданова(53) 66.015,23.05(088.8)6) Патент Японии Р 52-350026,В 01 Э 53/18, опублик. 07.09.77.Авторское свидетельство СССР У 191472, кл. В 01 Э 53/18, 1963.Авторское свидетельство СССР У 1166811, кл. В 01 0 53/18, 1982.Авторское свидетельство СССР 9 1327938, кл. В 01 Э 53/18, 1986, (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫИ АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе гаэ(пар)-жидкость, и может быть использовано для проведения абсорбции, десорбции, ректификации, охлаждения "и очистки газов в химической, нефтехимической и смежных отраслях про.мышленности. Цель изобретения - повьппение эффективности тепломассообмена путем турбулизации стекающей пленки жидкости спутным газовым потоком и пульсирующей ее подачей. Аппарат содержит корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками (Т) с контактными элементами (КЭ) в форметруб Вентури, распределительные камеры ввода и вывода жидкости и газа с цилиндрическими перегородками.КЭ установлены соосно теплообменпымтрубам. Их диффузоры выполнены эаодно.: целое с основанием, а конфуэоры установлены в его углублениях ввиде приливоввыступающих над Т.Внутренняя конусообразная поверхностьприливов составляет с поверхностьюконфузоров кольцевые каналы для прохода жидкости, входы в которые образованы отогнутыми к Т верхнимикромками конфузоров, а выходы размещены в горловине КЭ. Аппарат работаетпо схеме нисходящего прямотока фаэ.Конструкция КЭ обеспечивает нарядус постоянным их орошением струями,направленными по касательной к поверхности труб, пульсирующую подачужидкости в горловину КЭ. Скоростьгаза в свободном сечении аппарата5-8 м/с. 2 ил, 13 5301Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) - жидкость, и может быть использовано для проведения адсорбции, десорбции, ректификации, охлаждения и очистки газов в химической, нефтехимической и в смежных отраслях промышленности. 10Цель изобретения - повышение эффективности тепломассообмена путем турбулизации стекающей пленки жидкости спутным газовым потоком и пульсирующей подачей жидкости. 15На Фиг.1 приведен тепломассообменный аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - контактный элемент аппарата, разрез.Аппарат содержит корпус 1, грубы 20 2 внутреннего теплообменника, распределительные камеры ввода 3 и 4 и вывода 5 жидкости, камеры 6 и 7 для жидкости и газа, тарелки 8 с контактными элементами 9 в Форме труб 25 Вентури, которые установлены соосно теплообменным трубам 2. Диффузоры 10 труб Вентури выполнены за одно целое с основанием тарелки 8, а конФузоры 11 установлены в его углуб лениях 12, Горловины 13 труб Вентури имеют кольцевое сечение, В верхней 6 и нижней 7 распределительных камерах установлены вертикальные цилиндрические перегородки 14 и 15. Для лучшего распределения газа по сечению аппарата цилиндрические перегородки 14 и 15 выполнены со скошенным нижним торцом (уклон в сторону места подвода или отвода газа). 40% Для прохода газа между никними краями перегородки 14 и корпусом 1 предусмотрена кольцевая щель 16 переменной ширины. Щель 17 под пере городкой 15 также имеет переменную ширину. Перегородки 14 и 15 могут быть выполнены с перфорацией. Распределительная камера 4 образована верх ней трубной решеткой 18 и распределительной решеткой 19, в отверстия которой пропущены трубы 2 теплообменника. Решетка 19 снабжена кольцевой щелью 20 для орошения перегородки 14 и подачи жидкости к верхней тарелке 8.Аппарат имеет входной 21 и выходной 22 патрубки для.газа, патрубки 23 и 24 для ввода и вывода реакцион,ной жидкости, а также патрубки 25 и 26 для ввода и вывода теплоносителя.Нижние торцы труб 2 закреплены в трубной решетке 27. Углубления 12 в основании тарелки выполнены в виде кольцевьх приливов 28, выступающих над тарелкой. Внутренняя конусообразная поверхность приливов составляет, с наружной поверхностью конфузоров кольцевые каналы 29, входы 30 в которые образованы отогнуты-, ми к тарелке верхними кромками 31 конфузоров, а выходы 32 размещены в горловине 13. Вход 30 в кольцевой канал размещен выше выхода 32. Для эффективного орошения контактных элементов 9 и труб 2 при малых нагрузках по жидкости выполнены каналы 33, которые направлены по касательной к поверхности теплообменной трубы, Они же служат и для дренажа. В углублении 12 конфузор 11 установлен соосно трубе 2 и диффузору 10 посредствои выступов 34.В целях снижения металлоемкостии трудоемкости изготовления тарелки8 выполнены из неметаллического материала, например из кислотоупорнойкерамики, Фарфора или пластическихмасс путем прессования или литья вформы. Таким же образом могут бытьизготовлены и конфузоры 11,Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.Реакционная жидкость и газ подаются в аппарат прямотоком. Прямотоком также подается и теплойоситель. Реакционный газ через патрубок21 поступает в распределительную камеру 6 и благодаря вертикальной цилиндрической перегородке 14 черезщель 16 переменной ширины равномерно распределяется по всему периметруаппарата. Часть газа проходит черезперфорацию в перегородке 14,Реакционная жидкость через патрубок 23 поступает в распределительнуюкамеру 4. Через кольцевые зазоры,образованные распределительной решеткой 19 и трубами 2 теплообменника, она пленкой стекает по этим трубам. Часть жидкости по кольцевомузазору 20 стекает по перетородке 14,Газ, проходя через отверстия перегородки 14, контактирует с текущейпо ней жидкостью, срывает часть натарелку 8 и вместе с газом, прошедшим через щель 16, поступает к контактным элементам 9,где вновь контактирует с жидкостью, которая по каналам 33 поступает в горловину 13в виде струй, направленных по касательной к поверхности трубы, генерируя на ее поверхности закрученноетечение пленки жидкости, При большихнагрузках по жидкости наряду с постоянным орошением по каналам 33 каналы 29 обеспечивают пульсирующуюподачу орошения в горловину 13.Пульсации орошения создаются следующим образом.Пусть вначале на тарелке имеетсяуровень жидкости, достигающий кромок 31 конфузора 11. Жидкость по каналу 29 не проходит, По мере поступления жидкости с верхней тарелкиуровень ее поднимается вначале доверхней кромки прилива 28, а затемдо верхней кромки канала 29. Веськанал 29 заполняется жидкостью.Благодаря разрежению, имеющемуся в горловине 13 контактного элемента 9,возникающему за счет высокой скорости газа в ней, сюда начинает подсасываться жидкость с тарелки. Вступает в работу сифон, образованныйизогнутым кольцевым каналом 29. Вкороткий промежуток времени жидкостькольцевой струей впрыскивается в горловину 13 и поступает на трубу 2,За счет этого уровень жидкости натарелке снова падает до уровня кромки 31. Поскольку с верхней тарелкипродолжает поступать жидкость, ееуровень вновь поднимается. Описанный цикл повторяется,Пульсирующая подача жидкостиобеспечивает более качественное орошение, при котором сухих участков,ттеплообменной поверхности не остается. Пульсирующая подача орошениядополнительно турбулизирует стекающую пленку, нарушает пристенную ламинарную структуру жидкости, усиливает волнообразование, чем способствует повышению эффективности тепломассообмена.В горловине 13 скорость газадостигает 20-40 м/с. Благодаря этому пленка жидкости, стекающая потрубе 2, сильно турбулизируется.Скбрость течения пленки увеличивается,а толщина пленки уменьшается. Ламинарный подслой разрушается, чемдостигается высокая интенсивностьтеплоотдачи со стороны пленки и теп 51015 тарелка 8 обеспечивает таким образом равномерное перераспределениеконтактирующих газа и жидкости посечению аппарата. На нижележащих тарелках в межтарельчатом пространствепроцесс повторяется.По патрубку 24 жидкость выводитсяиз аппарата, Газ, проходя через кольцевую щель 17, равномерно распределяется по периметру камеры 7, где ос.вобождается от частиц жидкости, и попатрубку 22 выводится из аппарата,Повышение эффективности тепломассообмена в предлагаемом решении достигается за счет того, что при указанном размещении труб в горловинахконтактных элементов скорость спутного газового потока, воздействующе"го на стекающую пленку жидкости,соответствует скорости в горловинеконтактных элементов и составляет20-40 м/с, т.е. имеет место сильное взаимодействие фаз. На участкемежду тарелками скорость газа5-8 м/с,как и в известном устройстве.Газовый поток, врздействуя на пленку жидкости, турбулизирует ее, разрушает пристеннйй ламинарный слой.Для его восстановления необходим достаточный по высоте участок, нотакого участка нет, так как по высо"те аппарата установлены тарелки. Врезультате сильного воздействия газового потока на стекающую пленкув контактном элементе скорость еестекания возрастает, толщина уменьшается. Часть жидкости с поверхности пленки в виде брызг уносится вмежтарельчатое пространство аппарата. Описанные явления способствуютвозникновению развитой поверхностиконтакта фаз, интенсивному тепло- имассообмену,20 25 30 35 40 45 50 55 лообмена в целом, В горловине 13 часть жидкости диспергируется газом на мелкие частицы, контактирует с газом в элементах 9 и в пространстве между тарелками. Благодаря тому, что смоченный периметр контактных элементов 9 велик, а скорость газа относительно труб значительна, происходит интенсивный тепломассообмен, В межтарельчатом пространстве поверхность контакта фаэ образована летящими каплями жидкости разной дисперсности и поверхностью труб 2. С верхней тарелки жидкость и газ поступа,ют на нижележащую тарелку. Каждая1375301 ллоипсипелвЖидкость Благодаря тому, что высокие скорости газа воздействуют на пленку жидкости лишь в контактных элеменВтах, сопротивление. аппарата не вьпие, чем у известного. Формула изобретения Тепломассообменный аппарат, вклю чающий корпус, внутри которого размещен трубчатый теплообменник, снабженный тарелками с контактными элементами в форме труб Вентури, распределительные камеры ввода и вывода жидкости и газа, контактные элементы установлены соосно с теплообменными трубами, а диффузоры выполнены за одно целое с основанием тарелки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тепломассообмена путем турбулизации стекающей пленки жидкости спутным газовым потоком и пульсирующей/ подачей жидкости, конфузоры установлены в углублениях основания, выполненных в виде приливов, выступающих над тарелкой, внутренняя конусообразная поверхность которых. составляет с поверхностью конфузоров кольцевые каналы, вход которых образован отогнутыми к тарелке верхними кромками конфузора и телом прилива, а выход размещен в горловине контактного элемента.1375301 Составитель А.СондорТехред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко Редактор Г.Герешив Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 ю аю Заказ 719/8 Тираж 642 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открштий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5
СмотретьЗаявка
4070629, 26.05.1986
ГОРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. А. А. ЖДАНОВА
КОСЫРЕВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, ЖИВАЙКИН ЛЕОНИД ЯКОВЛЕВИЧ, ДУБИНКИН СТАНИСЛАВ ГЕРМАНОВИЧ, БАХТИН ЛЕОНИД АФАНАСЬЕВИЧ, БЛЯХЕР ИОСИФ ГРИГОРЬЕВИЧ, ГОФМАН МИХАИЛ САМУИЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: B01D 53/18
Метки: аппарат, тепломассообменный
Опубликовано: 23.02.1988
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1375301-teplomassoobmennyjj-apparat.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Тепломассообменный аппарат</a>
Предыдущий патент: Способ санитарной очистки газов от двуокиси серы и устройство для его осуществления
Следующий патент: Насадка для тепломассообменных аппаратов
Случайный патент: Ручка