RU10599U1 - Узел ввода сырья тепломассообменного аппарата - Google Patents

Description

Учел виода сырья теаиомассообменного аппарата.

Полезная модель относмтся к К1ш.ическо 1 нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности и может бьпъ использована в тегшомассообменных аппаратах при осуществлении процессов ректиф1-гкации, абсорбШИ- м очистки газов.

Из предщес1зующего ровня техники известны разнообразные конструкции ввода сырья в тепломасообменные аппараты. Применение этих узлов обусловлено необходимостью равномерного распределенш сьфья в области его ввода по поперечном) сечению аппарата, для обеспечения нормальной работы вн трениих устройств тепломассообменного аппарата.

Например, узел ввода по Л.С. СССР ХУ i-47.79, кл. В 01 D 3/28, 1978г., содержет пароэжектор и форсунки, посредством которых сырье расп 5еделяется по поперечному сечению аппарата. Однако узлы такой конструкцш-i слохсны в изготовлении и при работе характеризуются высоким п-щрашп-гческим сопротивлением.

Известен также узел ввода сырья предсгавляющий собой входной патрубок с распределительным устройством, в виде изогнутой пластины-отражателя, установленным напротив входного патрубка, см. «Каталог втпренних узлов (варианты исполнения), ВНИИНЕФТЕМАШ, 1986, с. 20-21.

Однако конструкция этого узла не обеспечивает необходимой равномерности распределения сырья по сеченгао аппарата.

За ГФОТОТШ1 полезной модели авторами гфиият пргггочный насадок конструкции Батурина, иредставляаощий собой патрубок, у ) па выходе, срезанном под углом 45° установлены проф1Ш1фованлыо направляющие лопатки, см. И.Е. Идельчик «Сгфавочнш по гидpaвл F ecким сопротт-шлеШЫМ, Госэнергиздат. М., 1960г., с.388.

Недостаткам прототипа является неравномерность распределенрш вводимого сырья по поперечном}- сеченгао аппарата.

М.КЛ. В 01 D3/30 Полезная модечь.

каждая из них отб1-фает из струп потока сырья одинаковое количества сьфья, то есть расположение лопаток предопределяет одинаковое количество сырья направляемыми ими в соответствующие (этим лопаткам) област внуфеинего объема тешюмассообменного аппарата, или (если рассматр1гоать поперечное сечение аппарата) в сегменты поперечного сечения аппарата лежащих в горизонтальной плоскости на уровне центральной гфодольной оси вводного патрубка. CenvicHTbi образованны хордам-, леясащими в rriocKOCTii поперечного сечения, которые проведены через проекции коьщов натравляло он IK лопяток (в направлении - по ходу движения сырья, 1ШИ - от входного пат(5убка), на это сечение. Поскольку поперечное сечение аппарата - круглое, площадь сегментов, при одинаковой их аигрине, изменяется в зависимости от положения, относительно цешральной оси сечения. Следовательiio, даже в случае равенства длины насадка диаметру аппарата, необходт-шая равномерность распределения им сырья по сечению аппарата не будет достигн}гга.

Техн1гческой задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение отбора дистиялятных П15одуктов при одновременном повышении степени разделения сырья на (|)paKiD T-i и сниженнм энергоемкости процесса массообмена за счет повышения равномерности распределения сырья по сечению аппарата в об.гасти узла ввода.

PeiueHiie поставлеь1ной задали- обеспечивается тем, что узел ввода сырья тешюмассообменного аппарата, содержащего колоннч с круглым поперечным сечением снабженную, по крайней мере, одним вводным патрубком, сосдинеш-1Ь м с распределительным устройством, в которого, на расстоянии друг от друга с продольным шагом и поперечным смещением установлены направляющие профилированные лопатки с входными и выходными участками, согласно полезной модели, направляюшие проф1 лгфованные лопатки установлены по всей длине pacпpeдeл пeльнoгo устройства, длина которого равна длине хорд внутренней окружности, расположенной в гшоскости поперечного сечения колонны на уровне установки корпуса распределительного ус1ройства и образованных проекциями eio краев на yпo tянyт o плоскость, а отношений смещения каждой гюследующоИ направляюще и )илированной лопатки вдоль поперечной оси распределгггельного устройства к смещению предыдущей лопатки по направлению от вводного патрубка прямо пропорционально отношению площадей сегментов, образованных хордами, проходящими через проекции концов выходных участков соответствующих нап1:)авляющих лопаток на поперечное сечение колонны, расположенного на уровне оси вводного патрубка. ПрофТШИрованные направляющие лопатки могут быть установлены с постоянным поперечным смещением н переменным продольным тагом или переменным поперечным смещением и постоянным продольным тагом. В iiapiiairrc виполисикя, распределительное устройство выполнено в виде открытого с одной CTOpoHi.i Г1-образного короба, при этом выход1л 1е участки направляющих проф1широваьшых лопаток должны быть нащзавлены в открытию сторон} короба. Кроме того, распредел1-пел1люе ус ронство мо;Кст быть выполнено в ввде двух П-образных коробов, подсоединенных к двум вводным пат убкам, гфи этом открытые стороны обеих коробов могут быть обращены навстречу друг к другл или направлены в од}1у сторону. В другом варианте выполнения, распределрггельное усфойсгео выполнено в врще двте параллельных корпусных пластин и установленных мелспу ними нап эавл пощих проф11Л1фованных лопаток, расположенных по краям корпусных iuiacTHH. Во все.х вариа1ггах выполнения, предпочтительно, чтобы профшпфованные направляющие лопатки, были ориерггированы вогнутостями навстречу потоку сырья; шюскости, касательные к входным зчасткам профилированных направляющих лопаток, были параллельны продольной оси сил шетрми распределгггельного устройства; угол между касательной к выходным участкам каждой пpcxj)ИJIlq5OвaF нoй нагцэавляющей лопатки н цеш|эальной продольной осью распределительного устро)ства, составл.ял 50° - 120°; колтлество направля1ощ)1х профилированных лопаток, установленных с какой -либо стороны распределргтельного усфойства составляет от 2 до 20 щт.

За счет этого достигается ошч-атальное 5аспределение поступающего в тепломассообменный агтарат углеводо|.-)одно1-о сырья.

Полезная модель поясняется чертежами, где:

На фиг 1 показан общий вид узла ввода сырья с открытым снизу (для вывода парож1ЩКостной или газожт-щкостной смеси) П-обра;5НЫм коробом;

на фиг. 2 показан разрез А-А фиг. 1;

на фиг. 3 показан разрез Б-Б фиг.2;

на фиг. 4 показан общий вид варианта выполнения уа. ввода сьфья с открытым сверху П-образным коробом;

на фиг. 5. показан разрез В-В фиг.4;

на фиг. б показан разрез Г-Г фи1.5;

11 показан разрез Ж-Ж фиг. 10;

12 показан разрез И-И фиг. 11;

13 показан общий вид узла гшода сырья (вариант выполнент-ш);

14 показан разрез Ф-Ф фиг. 13;

15 показан общий ввд узла ввода сырья (вариант выполнения);

1 б показан разрез К-К фиг. 15;

Узел ввода сырья содержит па зубок ввода 1, подсоедине1шый к распределительному устройству, снабженного профилированным напраацяю Ц -1ми лопатками 2.

В вариантах выполненри, см. фиг. 1,4, корпхс распределительного устройства выполнен в ввде открытого с одной сторонь (снизу фиг. 1 и сверху фиг.4) П-образного короба 3, расположенногх) в плоскости горизонтального сечения колонны 4 теп.чомассообменного аппарата.

В варианте выполнения с тангенциальным расположением вводнь х патр бков 1 (см. фиг. 7,10), подсоединенные к ним два П-образнь х короба 3 расположень таким образом, что их открытые стороны направлены в однл сторот. (фиг. 7,8) или своими открытыми сторонами друг к другу (фиг. 10, П ).

В друхюм варианте выполнения (см. фиг. 13,14), корпус распределительного устро 1ства выполнен в виде цвух паратшельных корпусных пластин 5, между которыми установлены вертикальные направляк:)Щие нрофши-грсчванные лопатки 2. Предпочтительно, чтобы направляющие профил фоваяные j onaTKH 2 были раоюложены по краям корпусных пластин 5.

Д;и1на распределигельного ycTpoHCTisa y.jjia ввода равна длине хорд внутренней окру жности, 5асположенной в плоскости попереч 1ог-о сеченоия колонны расположенной по высоте колонны 4, на уровне установка} П-образного короба 3 или корпусных пластин 5 распределительного усчройства и образованных проеюдшаш RX краев на упо1 ынутую плоскость.

В вариантах выполнения, показанных на фиг. 1-11, профршированные направляющие лопатки 2 уста1 овлены по всей длине корплса распределрпельнош устройства, а I-K выходные участки направлены к открытой стороне корплса. В 1,ариантах выполнения, показанных на фиг.7-1 б нрофшшрорзанные на равл иощне лопатки 2 -i-aKvicc установлены по всей длине корпуса распределительного устройства (по краям корпусных пласп-ш 5). а их выходнъ е участки направлень к открытым сторонам корпуса. В этих вариантах выполнения, профппированные направляющие лопатки мог}т быть установлены в расп15едел Ггельном ycipoiicTBe с постояннь М поперечным смещением (относгггельно продольной ooi о-шметргп- распределительного устройства) и с переменным продольным шагом (относ1Гге;гьно продольной оси симметрш распределгггельного устройства). Кроме TOIXX npofj:)iiJnq5OB-anm jc У1апра1зля1ощме лопатки быть установлены в корпусе расгфеделительного усчройства с постож{ным продольным шагом.

Во всех Bapi-iairrax вь полнсн -ш. i-ia ipai5.;i iioiuHe грс 4ии11-1рованные лопатки 2 установлены по всей дл1Ше корпуса распределительного устройства, при этом смеш:ение каждой направляющей П1эофил1-фованной лопатки 2 вдоль поперечной оси распределительного устройства относительно предыдущей лопатки 2 по направлению от вводного патрубка 1 прямо пропорционально отношению площадей сегментов, образованных хордами, проходящ1-ши через проекции концов выходных j acTKOB соответствующих направляю Д51х лопаток на поперечное сечение колонны 4, расположенного на уровне оси вводного патрубка 1.

Г1редпочт1-ггельно, что бы профилированные нагцэавляющие лопатки 2, 6bUBi сориенп-ipoваны в распределительном уст1эойстве вогнутостями навстречу потоку сырья. Также предпочтительно, чтобы плоскости, касательные к входны.м ччасткам профилированных направляющих лопаток 2, были параллельны продольной оси симуштрии распределительного устройства, а угол ме-;кду касательной к выходным з шсткам каждой пртфгшированной направляющей лопатки и цергт1эальной продольной осью распределительного устройства, составлял 5(f -120°. Необходимое для эффект шной работы узла ввода количество направляющих профил1фованных лопаток 2, установлен 1ых в распределшельном устройстве составляет 2-20щт.

Экспериментально установлено, что минимально необходимо не менее четырех лопаток 2. Мснылее количество Г1 э гводит к у.чудше1 11Ю :)аботы у:зла ввода, а при числе лопаток 2 более 20 неоправданно усложняется конструкция улла В1юда, при -JTOM xajiaKTep его работы существенно не меняется.

Положение щэофкпированньк направляющих лопаток 2 определяемое поперечным смещением, т.е. их положение относительно струи основного потока поступающего в колонн) 4 сырья определяет колриество отб1фаемого ими (из основной струи потока) сырья. Продольный щаг установки лопаток 2 влияет на распределение сырья, отобранного ими, по сечению колонны. Варыфуя относительрлгм поперечным смещением и шагом установки профилгфованных направляюидих лопаток 2, в зависимости от конкретных условий работы, можно обеспечить наиболее эффективный 5або1Ъ1 всех вьшкпр юеденных вариантов выполнения узла ввода. Например, во всех вариантах выполнешш, смещеш1е калсцон направляющей профилированной лопатки 2 вдоль поперечной оси распределительного устройства относительно предыдзщей лопатки 2 по направлению от вводного патрубка 1 прямо пропорционально отношению площадей сегментов, образоваьшых хордами, Г1роход шлши через проекции концов выходных участков сс)о-геетств аогдих ). лопаток 2 fia поперечное сечение колонны 4, расположенного на фовне оси вводного патрубка 1. Таким образом, равномерное распределение сырья по всему сечению колон}ш обеспечивается подачей такого колтр ества сырья в отдельные участки этого сечения, которое прямо пропорциоиапьно их площади. Это достигается (при сборке узла) варьировашюм поперечного смещения лопаток 2.

Узел ввода сырья работает следующим образом.

Все вьпиепрршеденные варианты выполнения устройства работают аналопетным образом Сырье в паровой (газовой), либо в парожидкостной (газожидкостной) фазе подается по вводиом патрубку 1 внутрь колонны 4 тепломассообмеиного аппарата. Поток сырья, поступая из вводного патрубка 1 в распреде.пшел1 иое уст1: ойс.гво узла ввода, пoqэeдcтвoм направляющих профияированных лопаток 2 разделяется на струи, расход каждой из которых обусловлен положением }1апраа1 Я1ОЩ 1 проф1широва шых лопаток от юсительно основного потока сырья.

Работа варианта выполнения, пр юедешюго ма фиг.КХ осуществляется аналоп-гчно, с той лишь разницей, что струи сырья, истекающие из оппозитно расположенных П-образных коробов 3, направлены навстречу друг другу. Взаимодействие всчречных струй приводит к их турбулизации и дополнительном; | перераспределеш гю сырья по поперечному сечению колонны, что дополнительно улетает работу узла ввода.

Предложенный узел ввода позволяет ocyoiecTiM-ггь равномерное распределение сьфья по поперечному сечению тепломассообмеплого аппарата, и уие.ш-ри-ггь за счет этого эффектршность его работы.

Claims (11)

1. Узел ввода сырья тепломассообменного аппарата, содержащего колонну с круглым поперечным сечением, снабженную по крайней мере одним вводным патрубком, соединенным с распределительным устройством, с установленными в нем на расстоянии друг от друга с продольным шагом и поперечным смещением направляющими профилированными лопатками с входными и выходными участками, отличающийся тем, что направляющие профилированные лопатки установлены по всей длине распределительного устройства, длина которого равна длине хорд внутренней окружности, расположенной в плоскости поперечного сечения колонны на уровне установки корпуса распределительного устройства, и образованных проекциями его краев на упомянутую плоскость, а отношение смещения каждой предыдущей направляющей профилированной лопатки вдоль поперечной оси распределительного устройства к смещению предыдущей лопатки по направлению от вводного патрубка прямо пропорционально отношению площадей сегментов, образованных хордами, проходящими через проекции концов выходных участков соответствующих направляющих лопаток на поперечное сечение колонны, расположенного на уровне оси вводного патрубка.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что профилированные направляющие лопатки установлены с постоянным поперечным смещением и переменным продольным шагом.

3. Узел по п.1, отличающийся тем, что профилированные направляющие лопатки установлены с переменным поперечным смещением и постоянным продольным шагом.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в виде открытого с одной стороны П-образного короба, при этом выходные участки направляющих профилированных лопаток направлены в открытую сторону короба.

5. Узел по пп.1 и 4, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в виде двух П-образных коробов, подсоединенных к двум вводным патрубкам, при этом открытые стороны обеих коробов обращены навстречу друг другу.

6. Узел по пп.1 и 4, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в виде двух П-образных коробов, подсоединенных к двум вводным патрубкам, при этом открытые стороны коробов направлены в одну сторону.

7. Узел по п.1, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в виде двух параллельных корпусных пластин и установленных между ними направляющих профилированных лопаток, расположенных по краям корпусных пластин.

8. Узел по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что направляющие профилированные лопатки ориентированы вогнутостями навстречу потоку сырья.

9. Узел по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что плоскости, касательные к входным участкам направляющих профилированных лопаток, параллельны продольной оси симметрии распределительного устройства.

10. Узел по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что угол между касательной к выходным участкам каждой направляющей профилированной лопатки и центральной продольной осью распределительного устройства составляет 50 - 120^o.

11. Узел по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что количество направляющих профилированных лопаток, установленных с какой-либо стороны распределительного устройства, составляет 2 - 20 шт.