Контактное аппарат с закрученным движением потоков для тепло- и массообменных процессов

Контактное устройство с закрученным движением потоков для тепло- и массообменных процессов относится к устройствам для организации взаимодействия газовых и жидкостных потоков при проведении тепло- и массообменных процессов. Устройство состоит из вертикально ориентированных профилированных пластин соединенных между собой. Особенностью контактного устройства является то, что пластины профилированы и соединены таким образом, чтобы образовывать систему вертикальных каналов шестиугольной формы, что в каждом канале установлены профилированные перегородки перпендикулярно плоскости пластины под углом к оси канала, а в перегородках выполнены отверстия. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является более высокая эффективность тепло- и массообменных процессов.

Настоящая полезная модель относится к устройствам для организации взаимодействия газовых и жидкостных потоков при проведении тепло- и массообменных процессов. Предлагаемое устройство может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей пищевой, энергетической и фармацевтической промышленности.

Из предшествующего уровня техники известна регулярная насадка для противоточных тепломассообменных аппаратов (RU, патент 2456525) состоящая из вертикально установленных наклонно рельефных листов, соприкасающихся выступами рельефа друг с другом, причем рельефные листы содержат множество выступов пирамидальной формы, представляющих собой усеченные тетраэдры, в верхней части которых выполнено отверстие. Недостатками данной конструкции является сложность изготовления и сборки листов насадки и возможность засорения насадки при работе из-за наличия в ее структуре большого количества узких каналов сложной формы.

Известна (RU, патент 2188706) регулярная насадка, состоящая из вертикально установленных гофрированных листов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом, при этом гофры соседних листов направлены относительно друг друга в противоположные стороны. Каждый гофр листа выполнен с обратно вогнутыми элементами, которые расположены в местах пересечения параллельных линий с ребрами гофр. На гофрах вдоль параллельных линий, в местах их пересечения с ребрами гофр, выполнены поперечные надрезы, а у каждого из надрезов размещены обратно вогнутые элементы в виде треугольников с основаниями, равными длине надреза, с вершинами, расположенными на ребрах гофр, и перегнутые таким образом, что линии перегиба расположены на обратно вогнутых ребрах гофр, причем надрезы с обратно вогнутыми элементами выполнены и на гофрах с обратной стороны листа. Параллельные линии, пересекающие ребра гофр в местах выполнения обратно вогнутых элементов, расположены под углом 60-90° к ребрам гофр. Между гофрированными листами установлены перфорированные листы или сетки. Недостатками известной насадки является сложность изготовления и низкая эффективность работы на средах, характеризующихся повышенной загрязненностью и склонных к образованию осадка, что связано с наличием обратно вогнутых элементов, листового перфорированного и сетчатого материала между гофрированными листами, которые способствуют отложению загрязнений на поверхности таких элементов, их забиванию и снижению эффективности работы насадки.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции аналогом является контактное устройство для тепломассообменных процессов, состоящее из развернутых по отношению друг к другу пакетов, выполненных из вертикально ориентированных листов с выступами, образующими каналы между листами для прохода контактирующих фаз, причем в месте соединения листов в единый пакет толщина листа удвоена, а на внутренней поверхности каналов имеются перегородки, расположенные на расстоянии друг от друга по всей высоте контактного устройства под некоторым углом к плоскости, перпендикулярной плоскости листа. Недостатком рассматриваемой конструкции является высокое гидравлическое сопротивление, металлоемкость насадки и возможность проскока газа через центральную зону каналов насадки.

Задача, решение на которой направлена заявленная полезная модель, заключается в повышении эффективности массообменных процессов при высоких нагрузках по газу при сравнительно низких энергетических затратах на проведение процесса.

Данная задача решается за счет того, что заявленное контактное устройство с закрученным движением потоков для тепло- и массообменных процессов состоит из вертикально ориентированных профилированных пластин соединенных между собой, причем пластины профилированы и соединены таким образом, чтобы образовывать систему вертикальных каналов шестиугольной формы, в каждом канале установлены профилированные перегородки перпендикулярно плоскости пластины под некоторым углом к оси канала, а в перегородках выполнены отверстия.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является более высокая эффективность работы контактного устройства из-за устранения «проскока» газа канале, низкое гидравлическое сопротивление, благодаря изогнутой форме перегородок и снижение металлоемкости конструкции.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг.1. - разрез собранного контактного устройства с перегородками;

На фиг.2 - одиночная профилированная пластина с установленными перегородками;

На фиг.3. - вид спереди на пластину с перегородками.

Предлагаемое контактное устройство состоит из профилированных пластин 1 и 2, соединенных между собой таким образом, чтобы образовывались вертикальные каналы шестиугольной формы. В каждом канале под некоторым углом к оси канала устанавливаются профилированные перегородки 3. В каждой перегородке для облегчения конструкции выполнены отверстия 4.

Устройство работает следующим образом: жидкости подается в аппарат сверху, распределяется по каналам контактного устройства и стекает вниз по стенкам каналов в виде пленки под действием гравитационных сил. Газ поступает в аппарат снизу, распределяется по сечению и движется вверх по каналам, контактируя с нисходящей пленкой жидкости. Благодаря наличию в канале перегородок, установленных под углом к его оси, газ приобретает закрученное движение. Это приводит дополнительной турбулизации газового потока, увеличению времени контакта фаз и повышению эффективности процесса. Выполнение отверстий в перегородках приводит к уменьшению веса и стоимости конструкции и дополнительно турбулизирует пленку жидкости.

1. Контактное устройство с закрученным движением потоков для тепло- и массообменных процессов, состоящее из вертикально ориентированных профилированных пластин, соединенных между собой, отличающееся тем, что пластины профилированы и соединены таким образом, чтобы образовывать систему вертикальных каналов шестиугольной формы.

2. Контактное устройство с закрученным движением потоков для тепло- и массообменных процессов по п.1, отличающееся тем, что в каждом канале установлены профилированные перегородки перпендикулярно плоскости пластины под некоторым углом к оси канала.

3. Контактное устройство с закрученным движением потоков для тепло- и массообменных процессов по п.2, отличающееся тем, что в перегородках выполнены отверстия.

РИСУНКИ