RU50869U1

RU50869U1 - NOZZLE ELEMENT FOR MASS TRANSFER MACHINES (OPTIONS)

Info

Publication number: RU50869U1
Application number: RU2005122892/22U
Authority: RU
Inventors: Назим Мавлитзянович Ахметзянов; Мансур Инсафович Фарахов; Нияз Назимович Ахметзянов; Ильяс Масгутович Шигапов; Николай Николаевич Маряхин; Тимур Мансурович Фарахов
Original assignee: ООО "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ"
Priority date: 2005-07-18
Filing date: 2005-07-18
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Элемент насадки для массообменных аппаратов (варианты). Полезная модель относится к конструкции насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар (газ), например, ректификации, абсорбции, десорбции, дистилляции и др. Задачей полезной модели является создание конструкции элемента насадки, позволяющей повысить эффективность тепломассообмена. Техническая задача решается тем, элемент насадки, выполненный в виде тонкостенного цилиндра с изогнутыми радиально к центру просечными элементами, согласно изобретению просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками, являющимися частью боковой поверхности цилиндра, и образуют замкнутые фигуры, при этом нижняя фигура повернута относительно верхней вокруг оси цилиндра. Техническая задача решается также тем, элемент насадки, выполненный в виде тонкостенного цилиндра с изогнутыми радиально к центру просечными элементами, согласно изобретению просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками, являющимися частью боковой поверхности цилиндра, и образуют замкнутые фигуры, при этом нижняя и верхняя фигуры повернуты относительно друг друга вокруг оси цилиндра и дополнительно соединены между собой перемычками. Решение технической задачи позволяет повысить эффективность тепломассообмена путем увеличения поверхности межфазного контакта за счет равномерного распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.Nozzle element for mass transfer devices (options). The utility model relates to the design of bulk nozzles for mass transfer apparatus and can be used in heat and mass transfer processes in liquid-vapor (gas) systems, for example, rectification, absorption, desorption, distillation, etc. The objective of the utility model is to create a nozzle element design that allows increasing heat and mass transfer efficiency. The technical problem is solved by the fact that the nozzle element, made in the form of a thin-walled cylinder with perforated elements radially curved to the center, according to the invention, the perforated elements are arranged circumferentially in the upper and lower parts of the cylinder and are connected by jumpers that are part of the side surface of the cylinder and form closed figures, when this lower figure is rotated relative to the upper around the axis of the cylinder. The technical problem is also solved by the fact that the nozzle element, made in the form of a thin-walled cylinder with recessed elements radially curved to the center, according to the invention, the recessed elements are located circumferentially in the upper and lower parts of the cylinder and are connected by jumpers that are part of the side surface of the cylinder and form closed figures, while the lower and upper figures are rotated relative to each other around the axis of the cylinder and are additionally interconnected by jumpers. The solution to the technical problem improves the efficiency of heat and mass transfer by increasing the surface of the interphase contact due to the uniform distribution of the interphase surface over the volume of the heat and mass transfer apparatus.

Description

Полезная модель относится к конструкции насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтеперерабытывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар (газ), например, ректификации, абсорбции, десорбции, дистилляции и др.The utility model relates to the design of bulk nozzles for mass transfer apparatuses and can be used in chemical, oil refining, petrochemical and other industries when carrying out heat and mass transfer processes in liquid-vapor (gas) systems, for example, rectification, absorption, desorption, distillation, etc.

Известен элемент насадки для массообменных аппаратов, выполненный в виде тонкостенного 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, МПК7 B 01 J 19/30, 2004 г.Known nozzle element for mass transfer apparatus, made in the form of a thin-walled cylinder, on the lateral surface of which rectangular cuts are made, arranged in rows in staggered rows of height and bent along the transverse generatrix inside the cylinder in the form of petals, while the end edge of each petal is located at an angle to the transverse the root edge of the petal, see RU Patent No. 2230607, IPC7 B 01 J 19/30, 2004

Известен 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, МПК7 B 01 J 19/30, 2004 г.A known nozzle element for mass transfer apparatus, made in the form of a thin-walled flanged cylinder, on the lateral surface of which there are grooved elements in the form of petals bent inward of the cylinder, which are bent around the circumference and arranged in a row around the perimeter and made in the form of counter-located right-angled triangles, the bases of which are located in a row, while the surface of the nozzle is perforated, see RU Patent No. 2027504, IPC7 B 01 J 19/30, 2004

Недостатками указанных насадок для массообменных аппаратов является то, что концы отогнутых внутрь 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.The disadvantages of these nozzles for mass transfer apparatus is that the ends of the petals bent into the cylinder are droplet-forming elements that contribute to drip entrainment of the liquid. At the same time, the mass transfer surface is unevenly distributed over the volume of the heat and mass transfer apparatus. These disadvantages reduce the active surface of the interfacial contact and generally worsen the efficiency of heat and mass transfer.

Наиболее близким по технической сущности является элемент насадки для массообменных аппаратов, выполненный в виде тонкостенного цилиндра, имеющего изогнутые радиально к центру просечные элементы, представляющие собой перемычки между прямоугольными отверстиями, расположенными симметрично на одном уровне, при этом изогнутые радиально к центру просечные элементы - перемычки, которые в плане имеют Ω-образные профили, образуют в местах своего сопряжения с кольцом криволинейные поверхности, см. SU Авторское свидетельство №1797991, МПК B 01 J 19/30, 1993 г.The closest in technical essence is the nozzle element for mass transfer apparatuses, made in the form of a thin-walled cylinder, having recessed elements radially curved to the center, which are jumpers between rectangular openings located symmetrically at the same level, while the recessed elements radially curved to the center are jumpers, which in plan have Ω-shaped profiles, form curved surfaces in places of their interface with the ring, see SU Copyright certificate No. 1797991, IPC B 01 J 19/30, 1993 year

Недостатками указанной насадки для массообменных аппаратов является неравномерность распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.The disadvantages of this nozzle for mass transfer apparatus is the uneven distribution of the interface on the volume of the heat and mass transfer apparatus.

Задачей полезной модели является создание конструкции элемента насадки, позволяющей повысить эффективность тепломассообмена путем увеличения поверхности межфазного контакта за счет равномерного распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.The objective of the utility model is to create the design of the nozzle element, which allows to increase the efficiency of heat and mass transfer by increasing the interface surface due to the uniform distribution of the interface on the volume of the heat and mass transfer apparatus.

Техническая задача решается тем, что элемент насадки, выполненный в виде тонкостенного цилиндра с изогнутыми радиально к центру просечными элементами, согласно изобретению просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками, являющимися частью боковой поверхности цилиндра, и образуют замкнутые фигуры, при этом нижняя фигура повернута относительно верхней вокруг оси цилиндра.The technical problem is solved in that the nozzle element, made in the form of a thin-walled cylinder with recessed elements radially curved to the center, according to the invention, the recessed elements are located circumferentially in the upper and lower parts of the cylinder and are connected by jumpers that are part of the side surface of the cylinder and form closed figures, while the lower figure is rotated relative to the upper around the axis of the cylinder.

Техническая задача решается также тем, что элемент насадки, выполненный в виде тонкостенного цилиндра с изогнутыми радиально к центру просечными элементами, согласно изобретению просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками, являющимися частью боковой поверхности цилиндра, и образуют замкнутые фигуры, при этом нижняя и верхняя The technical problem is also solved by the fact that the nozzle element, made in the form of a thin-walled cylinder with recessed elements radially curved to the center, according to the invention, the recessed elements are located circumferentially in the upper and lower parts of the cylinder and are connected by jumpers that are part of the side surface of the cylinder and form closed figures while lower and upper

фигуры повернуты относительно друг друга вокруг оси цилиндра и дополнительно соединены между собой перемычками.figures are rotated relative to each other around the axis of the cylinder and are additionally interconnected by jumpers.

Решение технической задачи позволяет повысить эффективность тепломассообмена путем увеличения поверхности межфазного контакта за счет равномерного распределения межфазной поверхности по объему тепломассообменного аппарата.The solution to the technical problem improves the efficiency of heat and mass transfer by increasing the surface of the interphase contact due to the uniform distribution of the interphase surface over the volume of the heat and mass transfer apparatus.

На фиг.1 представлен элемент насадки по первому и второму вариантам, вид сверху.Figure 1 presents the nozzle element according to the first and second options, top view.

Изобретением по первому варианту предлагается насадочный элемент для неупорядоченной загрузки насадки в колонну (см фиг.1, 2), выполненный в виде тонкостенного цилиндра 1 с изогнутыми радиально к центру просечными элементами 2, просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками 3, являющимися частью боковой поверхности цилиндра 1, и образуют замкнутые фигуры 4 и 4', при этом нижняя фигура 4' повернута относительно верхней 4 вокруг оси цилиндра.The invention according to the first embodiment proposes a nozzle element for randomly loading the nozzle into the column (see FIGS. 1, 2), made in the form of a thin-walled cylinder 1 with recessed elements 2 radially curved to the center, the recessed elements are arranged around the circumference in the upper and lower parts of the cylinder and are connected jumpers 3, which are part of the side surface of the cylinder 1, and form closed figures 4 and 4 ', while the lower figure 4' is rotated relative to the upper 4 around the axis of the cylinder.

На фиг.2, 3 представлены элементы насадки по первому и второму вариантам в аксонометрии соответственно.Figure 2, 3 presents the elements of the nozzle according to the first and second options in a perspective view, respectively.

Изобретением по второму варианту предлагается насадочный элемент для неупорядоченной загрузки насадки в колонну (см фиг.1, 2, 3), выполненный в виде тонкостенного цилиндра 1 с изогнутыми радиально к центру просечными элементами 2, просечные элементы расположены по окружности в верхней и нижней частях цилиндра и соединены перемычками 3, являющимися частью боковой поверхности цилиндра 1, и образуют замкнутые фигуры 4 и 4', при этом нижняя фигура 4' повернута относительно верхней фигуры 4 вокруг оси цилиндра, фигуры 4 и 4' дополнительно соединены между собой перемычками 5 для повышения механической прочности элемента насадки.The invention according to the second embodiment proposes a nozzle element for randomly loading the nozzle into the column (see FIGS. 1, 2, 3), made in the form of a thin-walled cylinder 1 with slotted elements 2 radially curved to the center, the slotted elements are arranged in a circle in the upper and lower parts of the cylinder and connected by jumpers 3, which are part of the side surface of the cylinder 1, and form closed figures 4 and 4 ', while the lower figure 4' is rotated relative to the upper figure 4 around the axis of the cylinder, figures 4 and 4 'are additionally connected 5 is dy webs to enhance the mechanical strength of the nozzle member.

Насадка работает следующим образом.The nozzle works as follows.

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 тепломасообмен.To conduct the process, the required volume of the apparatus is filled with nozzle elements. At a certain temperature and pressure, liquid is supplied from the top of the apparatus, and the vapor (gas) phase rises from bottom to top. In this case, a liquid film flowing downward on the nozzle elements forms on the surface of which heat and mass transfer occurs.

Варианты конструкций заявляемых элементов насадки позволяют достичь высокой скорости движения газовой фазы без излишнего захвата жидкости парами (газами), смачивая при этом поверхность насадки и равномерно распределяя жидкость по всему объему тепломассообменного аппарата. Геометрия насадки способствует перетеканию пленки с одних просечных элементов на другие, что приводит к частому обновлению межфазной поверхности, предотвращает каплеобразование и капельный унос жидкости паровым (газовым) потоком, значительно интенсифицируя, тем самым, тепломассообмен между паровой (газовой) и жидкой фазами.The design options of the inventive nozzle elements make it possible to achieve a high velocity of the gas phase without unnecessary liquid entrapment in vapors (gases), while wetting the nozzle surface and evenly distributing the liquid throughout the entire volume of the heat and mass transfer apparatus. The geometry of the nozzle facilitates the flow of the film from one perforated element to another, which leads to frequent updating of the interfacial surface, prevents droplet formation and drip entrainment of the liquid by the vapor (gas) stream, thereby significantly intensifying heat and mass transfer between the vapor (gas) and liquid phases.

Claims

1. The nozzle element for mass transfer apparatus, made in the form of a thin-walled cylinder with radially curved radially centering elements, characterized in that the grooved elements are circumferentially located in the upper and lower parts of the cylinder and connected by jumpers, which are part of the side surface of the cylinder, and form closed figures while the lower figure is rotated relative to the upper around the axis of the cylinder.

2. The nozzle element for mass transfer apparatus, made in the form of a thin-walled cylinder with radially bent radial elements, characterized in that the grooved elements are circumferentially located in the upper and lower parts of the cylinder and connected by jumpers, which are part of the side surface of the cylinder, and form closed figures while the lower and upper figures are rotated relative to each other around the axis of the cylinder and are additionally interconnected by jumpers.