Полимерная тепломассообменная насадка

Авторы патента:

F28F25/08 - разбрызгивающие планки или решетки, например для собирания капель жидкости в жидкостные пленки; фильтры или фильтрующие слои для увеличения площади контактирующей поверхности (элементы насадок как таковые B01J 19/30,B01J 19/32)

Полезная модель относится к энергетике и химической промышленности и может быть использована как составная часть тепломассообменного оборудования при непосредственном контакте между газом и жидкостью, в частности в промышленных градирнях для охлаждения оборотной воды.

Полезная модель решает задачу повышения эффективности тепломассообменного процесса.

Указанная задача решается за счет того, что полимерная тепломассообменная насадка в виде модулей из слоев полимерных сетчатых оболочек, выполненных цилиндрическими, размещенных во всех вертикальных слоях параллельно друг другу и сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, составлена из трех модулей: в нижнем модуле каждая сетчатая оболочка дополнительно содержит в своем объеме лопастные завихрители, представляющие собой полимерный цилиндр, на внутренней стороне которого размещены лопатки; средний модуль содержит вертикальные слои горизонтально лежащих сетчатых оболочек, располагающихся поочередно с вертикально установленными гофрированными листами, представляющими собой синусоиду в поперечном сечении, причем гофры гофрированных листов располагаются горизонтально, а радиус гофр гофрированных листов равен радиусу сетчатых оболочек, которые установлены в вершинах и впадинах гофрированного листа; в верхнем модуле в составе каждого ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек установлены горизонтально лежащие гофрированные трубы в соотношении 1 к 2 к 1 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек.

1 ил.

Известен ороситель градирни в виде модуля из слоев параллельных друг другу перфорированных труб из термопластичного материала, сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, причем концевые участки труб выполнены без перфорации, и поперечное сечение концевого участка трубы выполнено уширенным относительно поперечного сечения перфорированного участка трубы. [Патент РФ №2141616, МПК F28F 25/00, ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ / Самойлов Г.А. и др; Заявлено 11.11.1997; Опубл. 20.11.1999 Бюл. №32].

Недостатком данного оросителя градирни является возможность свободного проскока капельного потока воды внутри перфорированных труб, что не обеспечит должного взаимодействия его с потоком воздуха. А также невозможность турбулизации капельного потока воды в объеме блока оросителя.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является ороситель градирни в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, в котором трубы выполнены цилиндрическими, размещенными во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения. Трубы в смежных слоях размещены в шахматном порядке относительно друг друга [Патент РФ №2141617, МПК F28F 25/08, / Быковец В.П. и др.; Заявлено 18.08.97; Опубликовано 20.11.99. Бюл. №32].

Основным недостатком конструкции также является возможность свободного проскока капельного потока воды без его контакта с оросителем, при установке модуля в градирне с вертикальным размещением полимерных ячеистых труб. Указанный недостаток приводит к снижению контакта воздушного потока с потоком воды непосредственно на поверхности оросителя, в результате чего снижается эффективность тепломассообменного процесса. И также к недостаткам можно отнести невозможность турбулизации капельного потока внутри блока оросителя.

Полезная модель решает задачу повышения эффективности тепломассообменного процесса.

модулей: в нижнем модуле каждая сетчатая оболочка дополнительно содержит в своем объеме лопастные завихрители, представляющие собой полимерный цилиндр, на внутренней стороне которого размещены лопатки; средний модуль содержит вертикальные слои горизонтально лежащих сетчатых оболочек, располагающихся поочередно с вертикально установленными гофрированными листами, представляющими собой синусоиду в поперечном сечении, причем гофры гофрированных листов располагаются горизонтально, а радиус гофр гофрированных листов равен радиусу сетчатых оболочек, которые установлены в вершинах и впадинах гофрированного листа; в верхнем модуле в составе каждого ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек установлены горизонтально лежащие гофрированные трубы в соотношении 1 к 2 к 1 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек.

Также:

- каждая сетчатая оболочка нижнего модуля может содержать в своем объеме завихряющий элемент, представляющий собой полимерный стержень с лопатками, каждая из которых выполнена в виде сектора окружности, при этом завихряющие элементы установлены в соотношении 2 к 3 к 2 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек;

- гофры гофрированных листов могут быть ориентированы под углом к горизонту;

- поверхность гофрированных листов может быть выполнена с насечками;

- лопатки завихряющих элементов могут быть выполнены перфорированными.

На фиг. представлен общий вид полимерной тепломассообменной насадки.

Полимерная тепломассообменная насадка в виде модулей из слоев полимерных сетчатых оболочек 1, выполненных цилиндрическими, размещенных во всех вертикальных слоях параллельно друг другу и сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, составлена из трех модулей: в нижнем модуле каждая сетчатая оболочка 1 дополнительно содержит в своем объеме лопастные завихрители 4, представляющие собой полимерный цилиндр, на внутренней стороне которого размещены лопатки; средний модуль содержит вертикальные слои горизонтально лежащих сетчатых оболочек, располагающихся поочередно с вертикально установленными гофрированными листами 3, представляющими собой синусоиду в поперечном сечении, причем гофры гофрированных листов располагаются горизонтально, а радиус гофр гофрированных листов равен радиусу сетчатых оболочек, которые установлены в вершинах и впадинах гофрированного листа; в верхнем модуле в составе каждого ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек установлены горизонтально лежащие гофрированные трубы 2

в соотношении 1 к 2 к 1 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек.

Полимерная тепломассообменная насадка работает следующим образом.

Оборотная вода подается на тепломассообменную насадку и под действием массовых сил проходит сквозь него стекая тонкой струйкой по полимерным ячеистым трубам. Гофрированные трубы препятствуют свободному проскоку капельного потока в трубном пространстве оросителя и дополнительно способствуют равномерному распределению капельного потока по всему объему насадки. Второй слой имеет высокую рассеивающую способность, благодаря чему капли охлаждаемой воды имеют меньшие размеры и быстрее охлаждаются. Нижний слой благодаря наличию лопастных завихрителей закручивает восходящий поток воздуха в объеме насадки, что способствует увеличению времени контакта капель воды с потоком воздуха, интенсифицируя тем самым процесс тепломассообмена.

С практической точки зрения, предложенная конструкция полимерной тепломассообменной насадки имеет следующие преимущества:

- конструкция сетчатой оболочки способствует равномерному пленочно-капельному распределению жидкости по поверхности насадки, а также процессу самоочищения (при условии малой адгезионной способности включений в оборотной воде к изделиям из полимера);

- эффективное охлаждение оборотной воды промышленных предприятий, обусловленное высокой поверхностью контакта фаз, позволит предотвратить сброс технической воды в природные источники и свести к минимуму подпитку водооборотной системы, что значительно улучшит экологическую ситуацию промышленных и прилегающих к ним районов;

- блок насадки способен выдерживать большие статические нагрузки, благодаря высокой демпфирующей способности сетчатой оболочки;

- по сравнению с древесными и асбестоцементными насадками разработанные конструкции имеют более продолжительный ресурс работы, который определяется свойствами полимерного материала, применяемого для изготовления сетчатой оболочки;

- за счет малой массы насадки можно значительно облегчить несущие конструкции опорного каркаса под насадку.

- конструкции данных насадок за счет установленных вставок дополнительно турбулизируют воздушный поток в своем объеме, а, следовательно, увеличивают интенсивность тепломассообменного процесса.

- снижение энергоемкости тепломассообменного процесса, а именно, уменьшение потребляемой мощности вентилятора осуществляется за счет сравнительно низкого коэффициента аэродинамического сопротивления насадки на основе полимерных ячеистых труб;

- долговечность.

Таким образом, применение в химической и нефтеперерабатывающей промышленности представленной полимерной тепломассообменной насадки значительно повысит эффективность проведения тепломассообменного процесса охлаждения оборотной воды промышленных предприятий, и, вместе с этим, уменьшит объемы загрязнения водных ресурсов, сократит зависимость промышленных предприятий от природных источников, минимизируя подпитку водооборотной системы и позволит осуществлять тепломассообменный процесс охлаждения оборотной воды при помощи градирен с меньшими энергозатратами.

1. Полимерная тепломассообменная насадка в виде модулей из слоев полимерных сетчатых оболочек, выполненных цилиндрическими, размещенных во всех вертикальных слоях параллельно друг другу и сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, отличающаяся тем, что ороситель градирни составлен из трех модулей: в нижнем модуле каждая сетчатая оболочка дополнительно содержит в своем объеме лопастные завихрители, представляющие собой полимерный цилиндр, на внутренней стороне которого размещены лопатки; средний модуль содержит вертикальные слои горизонтально лежащих сетчатых оболочек, располагающихся поочередно с вертикально установленными гофрированными листами, представляющими собой синусоиду в поперечном сечении, причем гофры гофрированных листов располагаются горизонтально, а радиус гофр гофрированных листов равен радиусу сетчатых оболочек, которые установлены в вершинах и впадинах гофрированного листа; в верхнем модуле в составе каждого ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек установлены горизонтально лежащие гофрированные трубы в соотношении 1 к 2 к 1 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек.

2. Полимерная тепломассообменная насадка по п.1, отличающаяся тем, что гофры гофрированных листов ориентированы под углом к горизонту.

3. Полимерная тепломассообменная насадка по п.1, отличающаяся тем, что поверхность гофрированных листов выполнена с насечками.

4. Полимерная тепломассообменная насадка по п.1, отличающаяся тем, что каждая сетчатая оболочка нижнего модуля содержит в своем объеме завихряющий элемент, представляющий собой полимерный стержень с лопатками, каждая из которых выполнена в виде сектора окружности, при этом завихряющие элементы установлены в соотношении 2 к 3 к 2 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек.

5. Полимерная тепломассообменная насадка по п.4, отличающаяся тем, что лопатки завихряющих элементов выполнены перфорированными.

Гофрированная полимерная перфорированная дренажная двухслойная труба полимерная или пвх заводского изготовления применяется при строительстве дренажей различного назначения в мелиоративном и гидротехническом строительстве, при очистке воды, отвода газов с полигонов ТБО. Дренажные трубы - часть конструкции горизонтального дренажа, выполняющая функцию водоприемного и водоотводящего элемента.