RU2074767C1

RU2074767C1 - Member of irregular charge for charge columns

Info

Publication number: RU2074767C1
Application number: RU92012467A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шейман; В.С. Казанцев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Кедр-89"
Priority date: 1993-01-08
Filing date: 1993-01-08
Publication date: 1997-03-10

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: invention relates to rectification, absorption, and other heat and mass-exchange processes and consists in that a member of irregular charge contains casing in the form of surface of revolution with apertures and blade folds located inside the casing, and casing of each charge member is made in the form of hemispherical surface of revolution whose end may be made with raised edge. In one embodiment of invention, casing of each charge member is made in the form of closed surface of revolution, whose ends are formed with folds of a part of side surface of casing whereas casing may be spherically or conically shaped. EFFECT: improved design. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к химической, нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может быть использовано при осуществлении ректификации, адсоpбции и в других тепломассообменных процессах в соответствующих массообменных аппаратах. The invention relates to chemical, oil refining and other industries and can be used in the implementation of rectification, adsorption and other heat and mass transfer processes in the respective mass transfer apparatus.

Из уровня техники известны разнообразные элементы нерегулярных насадок, например, в виде цилиндрических элементов, на поверхности которых выполнены отверстия в виде просечек с отогнутыми вовнутрь корпуса элемента лепестками имеющими различную форму, например, дугообразную, см. Обзорную информацию "Зарубежные насадочные устройства массообменной аппаратуры", ЦИНТИхимнефтемаш, М. 1982 г. с. 4-5, рис. 3, 4 [1]
Известны также полуцилиндрические элементы насадки, представляющие собой разрезанные в диаметральной плоскости полые цилиндры, на поверхности которых выполнены просечки с отогнутыми внутрь (в вогнутую сторону) дугообразными лепестками, см.[1] с. 8, рис. 6.Various elements of irregular nozzles are known from the prior art, for example, in the form of cylindrical elements, on the surface of which holes are made in the form of notches with petals bent into the element’s body and having various shapes, for example, arcuate, see the Overview “Foreign nozzles of mass transfer equipment”, TsINTIkhimneftemash, M. 1982, p. 4-5, fig. 3, 4 [1]
Semi-cylindrical nozzle elements are also known, which are hollow cylinders cut in the diametrical plane, on the surface of which there are grooves with arcuate petals bent inward (to the concave side), see [1] from. 8, fig. 6.

Кроме того, известны седловидные элементы насадки, поверхность которых образована комбинацией конических и цилиндрической поверхностей см. [1] с. 9, рис. 7. In addition, saddle-shaped nozzle elements are known whose surface is formed by a combination of conical and cylindrical surfaces, see [1] p. 9, fig. 7.

К седловидным элементам насадок относятся также элементы насадки типа INTALOX, каждая из которых образована дугообразной отбортованной полоской с выштампованной перегородкой и отогнутыми внутрь лепестками, см. [1] с. 9, рис. 8. Saddle elements of nozzles also include nozzles of the INTALOX type, each of which is formed by an arched beaded strip with a stamped partition and petals bent inward, see [1] p. 9, fig. eight.

Для всех элементов вышеописанных насадок, относящихся по способу укладки к нерегулярным (насыпным) насадкам характерны, в зависимости от формы образующих их элементов (цилиндрические, полуцилиндрические, седлообразные) различные гидравлические сопротивления и эффективности массопередачи. For all the elements of the nozzles described above related by the method of laying to irregular (bulk) nozzles, various hydraulic resistances and mass transfer efficiencies are characteristic, depending on the shape of the elements forming them (cylindrical, semi-cylindrical, saddle-shaped).

Однако, в связи с тем, что эти элементы насадок применяются в колоннах путем насадки или сплошным слоем по всей высоте колонны, или отдельными слоями, размещенными на специальных поддерживающих распределительных решетках (тарелках), не исключается такое их положение (ориентация) в колонне, когда массообменные поверхности элементов насадки располагаются неэффективно относительно направления потоков контактирующих фаз. Например, с точки зрения эффективности массообмена, наиболее выгодным положением цилиндрической, а также или полуцилиндрической, или седлообразной формы элементов насадки, является горизонтальное положение элементов, т.е. максимальное перекрытие их массообменными поверхностями горизонтального сечения колонны. However, due to the fact that these nozzle elements are used in columns by means of a nozzle or in a continuous layer over the entire height of the column, or in separate layers placed on special supporting distribution grids (plates), their position (orientation) in the column is not excluded when the mass transfer surfaces of the nozzle elements are inefficient relative to the direction of flow of the contacting phases. For example, from the point of view of mass transfer efficiency, the most advantageous position of the cylindrical, as well as either the semi-cylindrical or saddle-shaped form of the nozzle elements is the horizontal position of the elements, i.e. the maximum overlap of their mass transfer surfaces of the horizontal section of the column.

При монтаже нерегулярной насадки из-за большого объема работ в 90% случаев элементы насадки засыпают, а не укладывают послойно, в связи с чем с большой степенью вероятности, достигающей до 50% например, цилиндрические элементы насадки могут расположиться в вертикальном положении (встать на торец корпуса). Это приводит к значительному снижению ее работоспособности, т. к. при вертикальном положении указанного элемента его массообменные поверхности (поверхности лепестков и боковая поверхность) выключаются из работы относительно вертикального направления движения контактирующих фаз. When mounting an irregular nozzle, due to the large amount of work in 90% of cases, the nozzle elements are filled up and not laid in layers, and therefore, with a high degree of probability, reaching up to 50%, for example, cylindrical nozzle elements can be located in a vertical position (stand on the end enclosures). This leads to a significant decrease in its performance, because with the vertical position of the indicated element, its mass transfer surfaces (the surface of the petals and the side surface) are turned off from the work relative to the vertical direction of motion of the contacting phases.

За прототип изобретения выбрана описанная выше нерегулярная насадка с цилиндрическими элементами, см. [1] с. 4-5, рис. 3, 4, для которой характерны те же недостатки, которые описаны в отношении аналогов, а именно значительная вероятность неэффективного расположения в слое насадки ее элементов с точки зрения эффективности массообмена. For the prototype of the invention, the irregular nozzle described above with cylindrical elements was selected, see [1] p. 4-5, fig. 3, 4, which is characterized by the same disadvantages that are described with respect to analogues, namely, the significant probability of an ineffective arrangement of its elements in the nozzle layer from the point of view of mass transfer efficiency.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи по повышению эффективности и производительности массообмена в слое насадки. The claimed invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency and productivity of mass transfer in the nozzle layer.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что элемент нерегулярной насадки содержащей корпус в виде поверхности вращения с отверстиями и лепестковыми отгибами расположенными внутри корпуса, корпус каждого элемента насадки выполнен в виде полусферической поверхности вращения, торец которой может быть выполнен с отбортовкой. В варианте выполнения корпус каждого элемента насадок выполнен в виде замкнутой поверхности вращения, торцы которой образованы отгибами части боковой поверхности корпуса, при этом форма торцов корпуса может быть или сферической или конической. The solution to this problem is provided by the fact that the element of the irregular nozzle containing the housing in the form of a surface of revolution with holes and petal bends located inside the housing, the housing of each element of the nozzle is made in the form of a hemispherical surface of rotation, the end of which can be made with a flange. In an embodiment, the housing of each nozzle element is made in the form of a closed surface of revolution, the ends of which are formed by the bends of a part of the side surface of the housing, while the shape of the ends of the housing can be either spherical or conical.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение производительности и эффективности массообмена при фактически тех же трудозатратах на изготовление и монтаж нерегулярной насадки. The technical result from the use of the invention is to increase the productivity and efficiency of mass transfer with virtually the same labor costs for the manufacture and installation of an irregular nozzle.

На фиг.1 показан общий вид элемента насадки; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3,4,5 то же, (варианты выполнения). Figure 1 shows a General view of the nozzle element; figure 2 is the same, a top view; Fig.3,4,5 the same, (options).

Элемент нерегулярной насадки для колонн тепломассообменных аппаратов содержит корпус 1 в виде поверхности вращения с отверстиями 2 и лепестковыми отгибами 3 расположенными внутри корпуса 1. Поверхность вращения корпуса 1 выполнена в виде полусферы, торец которой снабжен отбортовкой 4. В вариантах выполнения поверхность вращения корпуса 1 выполнена в виде замкнутой поверхности (см. фиг.3,4,5) части боковой поверхности. Торцевые части корпуса 1 в этих вариантах могут быть выполнены или сферическими, или коническими. Таким образом в этих вариантах общий контур элемента насадки имеет вид замкнутой геометрической поверхности (фигуры) вращения, при этом часть боковой и торцевой поверхностей отогнута внутрь фигуры и образует совместно с наружной (боковой) поверхностью дополнительные массообменные поверхности. The element of an irregular nozzle for columns of heat and mass transfer apparatus comprises a housing 1 in the form of a rotation surface with holes 2 and flap bends 3 located inside the housing 1. The rotation surface of the housing 1 is made in the form of a hemisphere, the end of which is provided with a flange 4. In embodiments, the rotation surface of the housing 1 is made in the form of a closed surface (see Fig.3,4,5) part of the side surface. The end parts of the housing 1 in these embodiments can be either spherical or conical. Thus, in these embodiments, the overall contour of the nozzle element has the form of a closed geometric surface (figure) of rotation, while part of the side and end surfaces are bent into the figure and forms additional mass transfer surfaces together with the outer (side) surface.

В варианте выполнения элемента насадки в виде полусферы лепестки расположены внутри полусферы, при этом загибы их концевых частей также расположены внутри полусферы. Это позволяет исключить сцепление отдельных элементов насадки при ее монтаже, а также их расположение друг в друге. Кроме того, за счет размещения лепестков в разных плоскостях, любое положение насадки является рабочим, однако наиболее выгодным с точки зрения массообмена, является такое положение, когда насадка располагается в слое отбортовкой вниз. In an embodiment of the nozzle element in the form of a hemisphere, the petals are located inside the hemisphere, while the bends of their end parts are also located inside the hemisphere. This eliminates the adhesion of the individual elements of the nozzle during its installation, as well as their location in each other. In addition, due to the placement of the petals in different planes, any position of the nozzle is working, however, the most advantageous from the point of view of mass transfer is the position when the nozzle is located in the layer flanging down.

В процессе монтажа насадки при свободной засыпке ее элементов в колонну или на поддерживающие решетки (тарелки) за счет формы торцов корпусов элементов насадки в обоих вариантах каждый элемент насадки будет располагаться в наиболее выгодном положении для взаимодействия с потоками взаимодействующих фаз отбортовкой вверх или вниз для варианта с полусферической поверхностью и всегда на боковой поверхности для вариантов с замкнутой поверхностью. During the installation of the nozzle, when its elements are freely filled into the column or onto supporting grids (plates) due to the shape of the ends of the housings of the nozzle elements in both versions, each nozzle element will be located in the most favorable position for interaction with the flows of the interacting phases by flanging up or down for version hemispherical surface and always on the side surface for options with a closed surface.

Это позволяет при эксплуатации значительно повысить эффективность и производительность массообмена при фактически тех же затратах на изготовление. This allows the operation to significantly increase the efficiency and productivity of mass transfer at virtually the same manufacturing costs.

Claims

1. An element of an irregular nozzle for heat and mass transfer apparatuses, comprising a housing in the form of a surface of revolution with holes and petal bends located inside the housing, characterized in that the housing is made in the form of a hemispherical surface of revolution.

2. The element according to claim 1, characterized in that the end face of the hemispherical surface of revolution is made with a flange.

3. An element of an irregular nozzle for heat and mass transfer apparatuses, comprising a housing in the form of a surface of revolution with holes and petal bends located inside the housing, characterized in that the housing is made in the form of a closed rotation surface, the ends of which are formed by the bends of a part of the side surface of the housing.

4. The element according to claim 3, characterized in that the ends of the housing are made spherical.

5. The element according to claim 3, characterized in that the ends of the housing are made conical.