Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к конструкции насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар(газ), например ректификации, абсорбции, десорбции, дистилляции и др.

Известен элемент насадки для массообменных аппаратов, выполненный в виде цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндра в виде лепестков, при этом концевая кромка каждого лепестка расположена под углом к поперечной корневой кромке лепестка (см. RU Патент №2230607, МПК 7 B 01 J 19/30, 2004 г.).

Наиболее близким по технической сущности является элемент насадки для массообменных аппаратов, выполненный в виде тонкостенного отбортованного цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены просечные элементы в виде отогнутых внутрь цилиндра лепестков, которые изогнуты по окружности и расположены в ряд по периметру и выполнены в виде встречно расположенных прямоугольных треугольников, основания которых расположены в ряд, при этом поверхность насадки выполнена перфорированной (см. RU Патент №2027504, МПК 7 B 01 J 19/30, 2004 г.).

Недостатками указанных насадок для массообменных аппаратов является то, что концы отогнутых вовнутрь цилиндра лепестков являются каплеобразующими элементами, способствующими капельному уносу жидкости. Одновременно массообменная поверхность неравномерно распределена по объему тепломасообменного аппарата. Указанные недостатки снижают активную поверхность межфазного контакта и в целом ухудшают эффективность тепломассообмена.

Задачей изобретения является создание конструкции элемента насадки, позволяющей повысить эффективность тепломассообмена путем увеличения поверхности межфазного контакта за счет уменьшения каплеобразования и равномерного распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.

Техническая задача решается тем, что элемент насадки для массообменных аппаратов, на боковой поверхности которого выполнены просечные элементы, изогнутые по окружности, согласно изобретению выполнен в виде параллельных цилиндров, которые образованы просечными элементами, расположенными по высоте, изогнутыми по окружности поочередно внутрь и наружу, при этом цилиндры соединены перемычками и расположены относительно друг друга таким образом, что их диаметральные плоскости образуют боковую поверхность правильной многогранной призмы.

Решение технической задачи позволяет повысить эффективность тепломассообмена путем увеличения поверхности межфазного контакта за счет уменьшения каплеобразования и равномерного распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.

На фиг.1 представлен элемент насадки (вид сверху).

Изобретением предлагается насадочный элемент для неупорядоченной загрузки насадки в колонну, на боковой поверхности которого выполнены просечные элементы 1 и 1', которые расположены в ряд по высоте и изогнуты по окружности поочередно внутрь 1 и наружу 1′, ряды кольцевых элементов по высоте образуют параллельные цилиндры 2, цилиндры соединены перемычками 3, при этом цилиндры относительно друг друга размещены таким образом, что их диаметральные плоскости 4 образуют поверхность правильной многогранной призмы.

На фиг.2 представлен элемент насадки в аксонометрии, который имеет пять параллельных цилиндров, цилиндры расположены так, что их диаметральные плоскости образуют поверхность правильной пятигранной призмы.

На фиг.3 представлена фотография элементов насадки.

Элемент насадки изготавливают штамповкой из листовой стали. При использовании контактной точечной сварки в местах стыка краев по одной из перемычек повышается механическая прочность отштампованного элемента насадки, что позволяет изготавливать ее из более тонкого листового материала и увеличить глубину засыпки без нарушения формы насадки.

Насадка работает следующим образом. Для ведения технологического процесса необходимый объем аппарата заполняют элементами насадки. При определенной температуре и давлении с верха аппарата подается жидкость, а снизу вверх поднимается паровая (газовая) фаза. При этом на элементах насадки образуется стекающая вниз пленка жидкости, на поверхности которой происходит тепломассообмен.

Форма элементов насадки исключает образование локализованных областей неоднородного давления и тем самым разброс эксплуатационных характеристик за счет упорядоченного распределения в навал насадки в различных частях колонны, что приводит к относительно однородной плотности насадки и обеспечивает увеличение поверхности межфазного контакта жидкость-пар(газ).

Большая удельная контактная поверхность насадки, равномерно распределенная по объему аппарата, и отсутствие каплеобразования способствует интенсивному межфазному взаимодействию пара(газа) и жидкости, которая, стекая по поверхности насадки в виде пленки, дает возможность постоянно обновлять межфазную поверхность.

Промышленные испытания заявляемой насадки в массообменных аппаратах показали высокие тепломассообменные характеристики.