RU2457026C1 - Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses - Google Patents
Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457026C1 RU2457026C1 RU2010154222/05A RU2010154222A RU2457026C1 RU 2457026 C1 RU2457026 C1 RU 2457026C1 RU 2010154222/05 A RU2010154222/05 A RU 2010154222/05A RU 2010154222 A RU2010154222 A RU 2010154222A RU 2457026 C1 RU2457026 C1 RU 2457026C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- nozzle
- shaped
- height
- section
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002304 perfume Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Регулярная насадка для тепло-массообменных аппаратов относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются в процессах тепло-массообмена в градирнях при осуществлении испарительного охлаждения воды в замкнутых системах оборотного водоснабжения, абсорбции очистки и осушки природного газа, а также в качестве смесителей жидких и газовых потоков, в качестве контактных элементов в конденсаторах смешения и биофильтрах, и может найти применение в технологических процессах теплоэнергетики, химической, нефтяной, газовой, пищевой и парфюмерной отраслях промышленности.A regular nozzle for heat and mass transfer apparatus refers to the designs of regular nozzles that are used in heat and mass transfer processes in cooling towers during evaporative cooling of water in closed circulating water supply systems, absorption cleaning and drying of natural gas, as well as liquid and gas flow mixers, as contact elements in mixing capacitors and biofilters, and can find application in technological processes of heat power engineering, chemical, oil, gas, food and perfume industries.
Известна регулярная насадка в виде секции вертикальных гофрированных листов (SU №1674950, B01D 53/20).Known regular nozzle in the form of a section of vertical corrugated sheets (SU No. 16494950, B01D 53/20).
Недостатком такой насадки является ее сравнительно высокое гидравлическое сопротивление при невысокой эффективности.The disadvantage of this nozzle is its relatively high hydraulic resistance with low efficiency.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, выполненная в виде секций, собранных из параллельно уложенных в ряды полых элементов с капельным профилем (SU №1599081, B01D 53/20).The closest in technical essence and the achieved effect is a regular nozzle for heat and mass transfer apparatus made in the form of sections assembled from parallel hollow elements arranged in rows with a droplet profile (SU No. 1599081, B01D 53/20).
Недостатком таких насадок при коридорном расположении элементов секции является то, что значительная часть реагирующих потоков проходит байпасом по сквозным прямым каналам между соседними элементами, образующими секцию регулярной насадки, что снижает эффективность процессов тепло- и массообмена. В случае шахматного расположения элементов секции эффективность процессов тепло- и массообмена несколько увеличивается, но при этом существенно возрастает гидравлическое сопротивление насадки. К недостаткам такой конструкции также относится недостаточно интенсивная турбулизация контактирующих потоков внутри секции насадки и, как следствие, несущественное повышение эффективности тепло- и массообменных процессовThe disadvantage of such nozzles in the corridor arrangement of the section elements is that a significant part of the reacting flows is bypassed through straight channels between adjacent elements forming the regular nozzle section, which reduces the efficiency of heat and mass transfer processes. In the case of staggered arrangement of the elements of the section, the efficiency of heat and mass transfer processes increases slightly, but the hydraulic resistance of the nozzle increases significantly. The disadvantages of this design also include insufficiently intensive turbulization of the contacting flows inside the nozzle section and, as a result, an insignificant increase in the efficiency of heat and mass transfer processes
Также недостатком известных конструкций является то, что их наибольшая тепло- и массообменная эффективность процесса проявляется при проведении определенных технологических процессов, где гидравлическое сопротивление не является лимитирующим, что ограничивает область их применения.Another disadvantage of the known structures is that their greatest heat and mass transfer efficiency of the process is manifested in certain technological processes, where the hydraulic resistance is not limiting, which limits the scope of their application.
Задача изобретения - интенсификация процессов тепло- и массообменна в регулярных насадках при одновременном снижении гидравлического сопротивления.The objective of the invention is the intensification of the processes of heat and mass transfer in regular nozzles while reducing hydraulic resistance.
Технический результат, который может быть получен при использовании данного изобретения, заключается в повышении тепло- и массообменной эффективности регулярных насадок для тепло- и массообменных аппаратов и градирен.The technical result that can be obtained using this invention is to increase the heat and mass transfer efficiency of regular nozzles for heat and mass transfer apparatus and cooling towers.
Указанный технический результат достигается тем, что в регулярной насадке для тепло-масообменных аппаратов поверхность элемента, выполненная в виде секций, установленных в несколько ярусов по высоте аппарата, собранных из параллельно уложенных в ряды каплевидных элементов, боковая поверхность каплевидного элемента от места соединения посредством стержня выполнены с продолжениями, образующими γ-образный профиль элемента, поверхность γ-образных элементов выполнена из лавсановых сетчатых мононитей, причем закругленная кромка профиля ориентирована навстречу газовому потоку, а концы профиля ориентированы навстречу потоку жидкости, угол атаки указанных элементов по отношению к газовому потоку находится в пределах от 0° до 20°, элементы расположены в шахматном порядке и при этом ориентация элементов в соседних рядах по высоте аппаратов выполнена с противоположным наклоном друг относительно друга и выполнена со смещением друг относительно друга по горизонтали на величину, равную 1.0-3.0 ширины элемента насадки, а шаг элементов в каждом ряду равен 1.5-3.5 ширины, причем высота элемента составляет 4.0-8.0 ширины элемента насадки. Элементы насадки секции в аппарате прямоугольного сечения расположены под углом 90° относительно элементов насадки в соседних секциях. А элементы насадки в каждом ярусе аппарата круглого сечения образуют восьмилепестковую конструкцию и в соседних по высоте рядах смещены относительно друг друга на величину, равную 10°-40°.The specified technical result is achieved by the fact that in a regular nozzle for heat and mass transfer devices, the surface of the element made in the form of sections installed in several tiers along the height of the device, assembled from parallel drop-shaped elements in rows, the lateral surface of the drop-shaped element from the junction by means of a rod with extensions forming a γ-shaped profile of the element, the surface of the γ-shaped elements is made of Mylar mesh monofilaments, and the rounded profile edge oriented towards the gas flow, and the ends of the profile oriented toward the fluid flow, the angle of attack of these elements with respect to the gas flow is in the range from 0 ° to 20 °, the elements are staggered and the orientation of the elements in adjacent rows in the height of the apparatus is made with opposite slope relative to each other and is made with horizontal displacement relative to each other by an amount equal to 1.0-3.0 of the width of the nozzle element, and the pitch of the elements in each row is 1.5-3.5 width, and the height the element is 4.0-8.0 width of the nozzle element. The elements of the nozzle section in the apparatus of rectangular cross-section are located at an angle of 90 ° relative to the nozzle elements in adjacent sections. And the nozzle elements in each tier of the circular apparatus form an eight-petal structure and are displaced relative to each other by an amount equal to 10 ° -40 ° in rows adjacent in height.
На фиг.1 изображена секция собранных из нескольких рядов по высоте γ-образных элементов в шахматном порядке; на фиг.2 в изометрии показан элемент насадки; на фиг.3 элементы насадки секции в аппарате прямоугольного сечения расположены под углом 90° относительно элементов насадки в соседних секциях; на фиг.4 показаны элементы насадки в соседних по высоте рядах, элементы выполнены со смещением относительно друг друга на величину, равную от 30° до 60°, в аппаратах круглого сечения.Figure 1 shows a section assembled from several rows along the height of the γ-shaped elements in a checkerboard pattern; figure 2 is an isometric view of the nozzle element; figure 3 elements of the nozzle section in the apparatus of rectangular cross section are located at an angle of 90 ° relative to the nozzle elements in adjacent sections; figure 4 shows the elements of the nozzle in rows adjacent to the height, the elements are made with an offset relative to each other by an amount equal to from 30 ° to 60 °, in devices of circular cross section.
Регулярная насадка для тепло-массообменных аппаратов выполнена в виде секций, собранных из параллельно уложенных в ряды γ-образных элементов высотой L, установленных в несколько ярусов по высоте аппарата элементов 2, 3, 4, боковая поверхность каплевидного элемента от места соединения посредством стержня 5, выполнена с продолжениями, образующими γ-образный профиль элемента, и расстояние между рядами элементов 2, 3, 4 по вертикали z составляет 0.7-1.5 высоты элемента, угол атаки α указанных элементов по отношению к газовому потоку находится в пределах от 0° до 20°, элементы расположены в шахматном порядке, при этом их ориентация в соседних рядах по высоте аппарата выполнена с противоположным наклоном относительно друг друга и со смещением по горизонтали t на величину, равную 1.0-3.0 ширины элемента насадки, а шаг элементов m в каждом ряду равен 1.5-3.5 ширины, причем высота L элемента составляет 4.0-8.0 ширины элемента насадки h. А элементы насадки в каждом ярусе аппарата круглого сечения образуют восьмилепестковую конструкцию и в соседних по высоте рядах смещены β относительно друг друга на величину, равную 10°-40°.The regular nozzle for heat and mass transfer apparatuses is made in the form of sections assembled from parallelly laid in rows of γ-shaped elements of height L, installed in several tiers along the height of the apparatus of
Регулярная насадка работает следующим образом. Жидкая фаза подается равномерно на верхнюю часть секций, собранных, например, из параллельно уложенных в ряды γ-образных элементов, уложенных в горизонтальные ряды 2, 3, 4, и стекает по их поверхностям в виде тонкой пленки и капельных струек жидкости, контактируя с восходящими потоками газа, по свободным косым каналам под углом α, образованным смещением в параллельных рядах элементов насадки. Таким образом, массообмен между жидкостью и газом происходит в наиболее эффективном капельно-пленочном режиме течения жидкости. Косо направленные каналы, образованные со смещением элементов насадки в соседних параллельных рядах, обеспечивают увеличение пути прохождения контактирующих потоков в объеме аппарата, а также условия для более полного смывания потоками всей поверхности насадки.A regular nozzle works as follows. The liquid phase is fed evenly to the upper part of the sections, collected, for example, from parallel laid in rows of γ-shaped elements laid in
Эффективность процесса тепло- и массообмена при этом в исследованном диапазоне нагрузок по газу 0÷3.0 м/с и по жидкости 0÷10.0 м3/(м2·ч) увеличивается до 10%.The efficiency of the process of heat and mass transfer in this case in the studied range of gas loads 0 ÷ 3.0 m / s and liquid 0 ÷ 10.0 m 3 / (m 2 · h) increases to 10%.
Опытным путем установлено, что регулярная насадка в виде секций из многоуровневых групп элементов насадки обладает свойством равномерно перераспределять потоки жидкости по всему поперечному сечению секции насадки, даже при недостаточно равномерной первоначальной раздаче жидкости на входе в секции насадки из-за дефектов водораздающей форсунки аппарата.It has been experimentally established that a regular nozzle in the form of sections from multilevel groups of nozzle elements has the property to uniformly redistribute fluid flows over the entire cross section of the nozzle section, even if the initial distribution of fluid at the inlet to the nozzle sections is not evenly uniform due to defects in the water-dispensing nozzle of the apparatus.
Выполнение насадки в виде γ-образных элементов позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление со стороны воздуха.The execution of the nozzle in the form of γ-shaped elements allows to reduce the hydraulic resistance from the air.
Компоновка секции насадки с шагом между соседними элементами насадки в каждом ряду в пределах от 1.5 до 3.5 ширины элемента насадки h обусловлена следующим. Нижний предел - 1.5 h объясняется тем, что дальнейшее сужение «живого сечения» свободных каналов приводит к заметному росту гидравлического сопротивления насадки, что нежелательно. Верхний предел - 3.5 h объясняется тем, что при дальнейшем увеличении шага между соседними насадками в рядах секции существенно снижается удельная поверхность насадки, что также нецелесообразно.The layout of the nozzle section with a step between adjacent nozzle elements in each row ranging from 1.5 to 3.5 the width of the nozzle element h is due to the following. The lower limit of 1.5 h is explained by the fact that further narrowing of the “live section” of free channels leads to a noticeable increase in the hydraulic resistance of the nozzle, which is undesirable. The upper limit of 3.5 h is explained by the fact that with a further increase in the step between adjacent nozzles in the rows of the section, the specific surface of the nozzle substantially decreases, which is also impractical.
Смещение элементов насадок в параллельных рядах секции 1 насадки в пределах от 1.0 до 3.0 ширины элемента насадки h обусловлено требованием оптимизации условий для обеспечения максимальной эффективности процесса тепло-массообмена при минимальном гидравлическом сопротивлении за счет организации множества взаимодействующих во всем объеме секции регулярной насадки косонаправленных каналов для турбулизации потока газовой фазы и увеличения поперечного перемешивания контактирующих потоков.The displacement of the nozzle elements in parallel rows of the nozzle section 1 in the range from 1.0 to 3.0 of the nozzle element width h is due to the requirement of optimizing the conditions to ensure maximum efficiency of the heat-mass transfer process with minimal hydraulic resistance due to the organization of a multitude of oblique channels interacting throughout the entire volume of the regular nozzle section for turbulization gas phase flow and increasing transverse mixing of the contacting streams.
Выполнение насадки в виде γ-образного профиля позволяет дополнительно интенсифицировать тепло- и массообмен на 7-10% в процессах испарительного охлаждения оборотной воды в вентиляторных градирнях.The execution of the nozzle in the form of a γ-shaped profile allows you to further intensify heat and mass transfer by 7-10% in the processes of evaporative cooling of the circulating water in the cooling towers.
Предлагаемая регулярная насадка позволяет повысить эффективность на 10-15% в процессах охлаждения жидкостей, абсорбции и т.п. за счет увеличения поперечного перемешивания и турбулизации потоков, проста в изготовлении - отдельные ее γ-образные элементы изготавливают методом горячей прессовки.The proposed regular nozzle can increase the efficiency by 10-15% in the processes of cooling liquids, absorption, etc. due to the increase in transverse mixing and turbulization of flows, it is easy to manufacture - its individual γ-shaped elements are made by hot pressing.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154222/05A RU2457026C1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154222/05A RU2457026C1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2457026C1 true RU2457026C1 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010154222/05A RU2457026C1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2457026C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB451014A (en) * | 1935-01-14 | 1936-07-28 | Donald Frank Stedman | Packing for fractionating columns and the like |
GB1012933A (en) * | 1963-03-15 | 1965-12-15 | Holmes & Co Ltd W C | Improvements in and relating to gas-liquid contact towers |
DE2118887A1 (en) * | 1971-04-19 | 1972-10-26 | Fried Krupp GmbH, 4300 Essen | Fine mesh column packing - of zigzag shape exposing alternative liq film surfaces to vapour for max mass transfer |
GB1334645A (en) * | 1971-03-12 | 1973-10-24 | Trustul De Constructii Ind Clu | Cooling tower packing |
SU1599081A1 (en) * | 1988-10-10 | 1990-10-15 | Уфимский Нефтяной Институт | Crossed regular packing |
SU1674950A1 (en) * | 1989-07-20 | 1991-09-07 | Институт новых химических проблем АН СССР | Mass-and-heat exchanger packing |
RU2155095C1 (en) * | 1999-03-09 | 2000-08-27 | Выборнов Вячеслав Георгиевич | Head for mass exchange and separating apparatuses |
-
2010
- 2010-12-30 RU RU2010154222/05A patent/RU2457026C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB451014A (en) * | 1935-01-14 | 1936-07-28 | Donald Frank Stedman | Packing for fractionating columns and the like |
GB1012933A (en) * | 1963-03-15 | 1965-12-15 | Holmes & Co Ltd W C | Improvements in and relating to gas-liquid contact towers |
GB1334645A (en) * | 1971-03-12 | 1973-10-24 | Trustul De Constructii Ind Clu | Cooling tower packing |
DE2118887A1 (en) * | 1971-04-19 | 1972-10-26 | Fried Krupp GmbH, 4300 Essen | Fine mesh column packing - of zigzag shape exposing alternative liq film surfaces to vapour for max mass transfer |
SU1599081A1 (en) * | 1988-10-10 | 1990-10-15 | Уфимский Нефтяной Институт | Crossed regular packing |
SU1674950A1 (en) * | 1989-07-20 | 1991-09-07 | Институт новых химических проблем АН СССР | Mass-and-heat exchanger packing |
RU2155095C1 (en) * | 1999-03-09 | 2000-08-27 | Выборнов Вячеслав Георгиевич | Head for mass exchange and separating apparatuses |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2741833B1 (en) | Apparatus and method for contacting a gas and liquid | |
RU2585639C2 (en) | Method for mass exchange, structured head piece and mass transfer device for low liquid load | |
JP5621104B2 (en) | Regular packing for gas-liquid contactor | |
JP2012520754A (en) | Method and apparatus for purifying fluid | |
JP2012050970A5 (en) | Regular packing for gas-liquid contactor | |
RU2457026C1 (en) | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses | |
RU2480274C2 (en) | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses | |
US10576450B2 (en) | Structured packing with enhanced fluid-flow interface | |
KR20210046803A (en) | Structured packing | |
US9625221B2 (en) | Liquid distribution device utilizing packed distribution troughs and a mass transfer column and process involving same | |
RU2480273C2 (en) | Regular adapter for heat-and-mass exchange apparatuses | |
RU2607730C1 (en) | Mass exchange tower with cross current of liquid and gas (steam) phases of “peton” system | |
RU2635726C2 (en) | Cooling tower sprinkler unit | |
RU2309356C1 (en) | Spraying unit of the water-cooling tower | |
RU2359749C2 (en) | Regular packing for heat-mass-exchange apparatus | |
RU2461406C2 (en) | Mass exchange contact device for interaction of fluid and gas | |
RU2384362C1 (en) | Regular packing | |
JP2020006350A (en) | Gas-liquid contact device | |
JP7167513B2 (en) | Gas-liquid contactor | |
RU181091U1 (en) | Contact device for heat and mass transfer processes | |
RU2596076C2 (en) | Spray grid for dropping zones or spraying | |
RU2397807C1 (en) | Contact device for mass-transfer apparatus | |
RU2292947C1 (en) | Regular overflow head and the mass-exchange column with this head | |
RU2360731C1 (en) | Contact device for mass-exchange units | |
RU102308U1 (en) | MASS EXCHANGE REGULAR NOZZLE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151231 |