RU117310U1

RU117310U1 - MASS TRANSFER NOZZLE

Info

Publication number: RU117310U1
Application number: RU2012104222/05U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Наталия Александровна Дулькина; Дарья Андреевна Федянина; Екатерина Геннадьевна Фетисова; Алина Олеговна Шульга; Татьяна Александровна Пенькова
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2012-06-27

Abstract

Насадка для массообменного аппарата, содержащая проволоку или полимерные мононити, стержень и перфорированные диски, при этом отношение диаметра диска к внутреннему диаметру аппарата составляет d/D=0,94÷0,98, отличающаяся тем, что стержень установлен осесимметрично с аппаратом и имеет возможность осевого перемещения, причем нижний торец стержня жестко соединен с верхним перфорированным диском, а верхний торец - с механизмом осевого перемещения. A nozzle for a mass transfer apparatus containing a wire or polymer monofilaments, a rod and perforated discs, while the ratio of the disc diameter to the inner diameter of the apparatus is d / D = 0.94 ÷ 0.98, characterized in that the rod is installed axisymmetrically with the apparatus and has the ability axial movement, and the lower end of the rod is rigidly connected to the upper perforated disc, and the upper end - with the axial movement mechanism.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к насадке для массообменных аппаратов и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой, фармакологической, машиностроительной, металлургической, биохимической и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки сточных вод и дымовых газов.The proposed technical solution relates to a nozzle for mass transfer apparatus and can be used in chemical, petrochemical, food, pharmacological, engineering, metallurgical, biochemical and other industries, as well as in environmental processes of wastewater and flue gas treatment.

Известна насадка для массообменных аппаратов из проволочных спиралей и стеклянного волокна, обладающая высокой удельной поверхностью и свободным объемом (В.М.Рамм. Абсорбция газов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Химия, 1976, С.315-316)Known nozzle for mass transfer apparatus of wire spirals and glass fibers, having a high specific surface area and free volume (V.M. Ramm. Gas absorption. Ed. 2 nd, revised and additional - M .: Chemistry, 1976, C. 315-316)

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится низкая производительность из-за неравномерности распределения материала и гидравлического сопротивления по ее объему, что приводит к разному времени пребывания очищаемой среды в насадке и необходимости снижения расходов жидкости и газа.The reasons that impede the achievement of a given technical result include low productivity due to uneven distribution of material and hydraulic resistance over its volume, which leads to different residence times of the cleaned medium in the nozzle and the need to reduce liquid and gas consumption.

Известна насадка в контактном аппарате для озонирования вредных систем, выполненная из объемного нетканого волокнистого модуля с поровым пространством 0,7-0,99, представляющего собой беспорядочно уложенные в объеме и точечно-скрепленные в местах соприкосновений прочные нити с диаметром 0,2-2 мм из полимерного материала, инертного к воздействию водной системы и озона. (Свидетельство на полезную модель 33759, РФ C02F 1/78, 2003 г.)Known nozzle in the contact apparatus for ozonation of harmful systems, made of a volumetric non-woven fibrous module with a pore space of 0.7-0.99, which is randomly laid in the bulk and point-bonded at the points of contact strong threads with a diameter of 0.2-2 mm from a polymer material inert to the effects of the water system and ozone. (Certificate for utility model 33759, RF C02F 1/78, 2003)

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность жидкости или газа при использовании известной насадки в массообменных аппаратах из-за неравномерности структуры пор и поверхности объемного нетканого волокнистого модуля, что приводит к разному гидравлического сопротивлению, времени пребывания и массопереносу улавливаемых молекул, а значит к необходимости снижения расходов жидкости и газа.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the insufficient productivity of a liquid or gas when using a known nozzle in mass transfer apparatus due to the uneven structure of pores and the surface of a bulk non-woven fibrous module, which leads to different hydraulic resistance, residence time and mass transfer of trapped molecules, and means the need to reduce the flow of liquid and gas.

К наиболее близкому техническому решению по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип относится насадка для массообменного аппарата, содержащая проволоку или полимерные мононити, фиксирующие элементы в виде параллельных стержней, установленных в проволоке или полимерных мононитях и закрепленных на концах пластинами, при этом пластины выполнены в виде перфорированных дисков, а стержни - в виде болтов, равномерно установленных по окружности дисков, при этом отношение диаметра диска к внутреннему диаметру аппарата составляет d/D=0.94÷0.98,The closest technical solution for the totality of features of the claimed object and adopted as a prototype includes a nozzle for a mass transfer apparatus containing wire or polymer monofilaments, fixing elements in the form of parallel rods installed in wire or polymer monofilaments and fixed at the ends by plates, while the plates are made in the form of perforated disks, and the rods in the form of bolts evenly installed around the circumference of the disks, while the ratio of the diameter of the disk to the inner diameter of the app paratus is d / D = 0.94 ÷ 0.98,

где d и D - соответственно диаметр диска и внутренний диаметр аппарата (Патент на полезную модель РФ №109015, B01J 19/32, 2011 г.)where d and D are the disk diameter and the internal diameter of the apparatus, respectively (Patent for a utility model of the Russian Federation No. 109015, B01J 19/32, 2011)

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность по жидкости и газу из-за необходимости остановки работы насадочного аппарата для регулирования удельной поверхности насадки и свободного объема путем изменения высоты насадки.The reasons that impede the achievement of a given technical result include insufficient liquid and gas productivity due to the need to stop the operation of the nozzle apparatus to control the specific surface of the nozzle and free volume by changing the height of the nozzle.

Техническим результатом предлагаемой насадки для массообменного аппарата является увеличение производительности за счет регулирования высоты насадки без остановки работы аппарата.The technical result of the proposed nozzle for mass transfer apparatus is to increase productivity by adjusting the height of the nozzle without stopping the operation of the apparatus.

Технический результат достигается тем, что в насадке для массообменного аппарата, содержащей проволоку или полимерные мононити, стержень и перфорированные диски, в которой отношение диаметра диска к внутреннему диаметру аппарата составляет d/D=0.94÷0.98, где d и D - соответственно диаметр диска и внутренний диаметр аппарата, при этом стержень установлен осесимметрично с аппаратом и имеет возможность осевого перемещения, причем нижний конец стержня жестко соединен с верхним перфорированным диском, а верхний - с механизмом осевого перемещения.The technical result is achieved in that in a nozzle for a mass transfer apparatus containing wire or polymer monofilament, a rod and perforated disks, in which the ratio of the diameter of the disk to the internal diameter of the device is d / D = 0.94 ÷ 0.98, where d and D are the diameter of the disk and the inner diameter of the apparatus, while the rod is mounted axisymmetrically with the apparatus and has the possibility of axial movement, the lower end of the rod being rigidly connected to the upper perforated disk, and the upper one to the axial movement mechanism.

Осесимметричная установка стержня в аппарате с возможностью его осевого перемещения позволяет в минимальной степени влиять стержню на потоки жидкости и газа внутри аппарата без снижения их расходов, а значит вести процесс массопередачи с наибольшей производительностью.The axisymmetric installation of the rod in the apparatus with the possibility of its axial movement allows the rod to be minimally influenced by the flow of liquid and gas inside the apparatus without reducing their costs, which means that the mass transfer process is carried out with the highest productivity.

Жесткое соединение нижнего конца стержня с верхним перфорированным диском, а верхнего торца - с механизмом осевого перемещения позволяет регулировать высоту насадки между верхним и нижним перфорированными дисками, а значит оптимизировать удельную поверхность и свободный объем насадки без остановки аппарата для изменения параметров насадки с целью их оптимизации. Это увеличивает время работы аппарата, а значит и производительность по жидкости и газу.A rigid connection of the lower end of the rod with the upper perforated disk and the upper end with the axial movement mechanism allows you to adjust the height of the nozzle between the upper and lower perforated disks, which means to optimize the specific surface and free volume of the nozzle without stopping the device to change the nozzle parameters in order to optimize them. This increases the operating time of the device, and hence the performance of liquid and gas.

Таким образом, предлагаемая конструкция насадки для массообменного аппарата позволяет повысить время его непрерывной работы без остановки на переналадку удельной поверхности и свободного объема насадки с целью максимального обеспечения расходов жидкости и газа, а также облегчает регенерацию и очистку насадки от загрязняющих частиц путем максимального увеличения высоты насадки и ее свободного объема, что в целом приводит к увеличению производительности.Thus, the proposed nozzle design for the mass transfer apparatus allows to increase the time of its continuous operation without stopping to change the specific surface and free volume of the nozzle in order to maximize the flow of liquid and gas, and also facilitates the regeneration and cleaning of the nozzle from polluting particles by maximizing the nozzle height and its free volume, which generally leads to an increase in productivity.

На фиг.1 изображена предлагаемая насадка для массообменного аппарата в разрезе.In Fig.1 shows the proposed nozzle for mass transfer apparatus in section.

Она состоит из проволоки или мононити 1 различной толщины и профиля и высотой Н, верхнего 2 и нижнего 3 перфорированных дисков, между которыми расположена проволока или мононити 1, стержня 4, установленного осесимметрично с аппаратом 5 и имеющего возможность осевого перемещения в сальнике 6. Нижний торец стержня 4 жестко соединен с верхним диском 2, а верхний - присоединен к механизму осевого перемещения (кулачку, кривошипно-шатунному механизму, золотниковому устройству - на фиг.1 не показан). Нижний диск 3 опирается на опоры 7, закрепленные внутри аппарата 5.It consists of a wire or monofilament 1 of various thickness and profile and height H, upper 2 and lower 3 perforated disks, between which there is a wire or monofilament 1, rod 4, mounted axisymmetrically with apparatus 5 and having the possibility of axial movement in the stuffing box 6. Lower end the rod 4 is rigidly connected to the upper disk 2, and the upper one is attached to the axial movement mechanism (cam, crank mechanism, spool device — not shown in FIG. 1). The lower disk 3 rests on the supports 7, mounted inside the apparatus 5.

Насадка для массообменного аппарата работает следующим образом.The nozzle for mass transfer apparatus operates as follows.

Под действием механизма осевого перемещения стержень 4 поднимается или опускается вместе с верхним диском 2, меняя высоту Н насадки 1, расположенную между дисками 2 и 3. Меняя высоту насадки можно регулировать ее свободный объем и удельную поверхность, то есть оптимизировать массообмен в аппарате 5 между жидкостью, подаваемой сверху, и газом, движущимся снизу навстречу жидкости.Under the action of the axial movement mechanism, the rod 4 rises or falls together with the upper disk 2, changing the height H of the nozzle 1 located between the disks 2 and 3. By changing the height of the nozzle it is possible to adjust its free volume and specific surface, that is, optimize mass transfer in the apparatus 5 between the liquid supplied from above, and gas moving from below towards the liquid.

Таким образом, не останавливая работу массообменного аппарата, можно регулировать основные характеристики насадки в широком диапазоне ее свободного объема и удельной поверхности и оптимизировать процесс массопереноса при колебаниях расхода жидкости и газа. Это увеличивает производительность процесса массообмена, а также упрощает технологию и повышает технику безопасности при работе обслуживающего персонала.Thus, without stopping the operation of the mass transfer apparatus, it is possible to adjust the main characteristics of the nozzle in a wide range of its free volume and specific surface area and to optimize the mass transfer process with fluctuations in the flow rate of liquid and gas. This increases the productivity of the mass transfer process, and also simplifies the technology and improves safety during the work of staff.

Предлагаемая насадка для массообменного аппарата может быть рекомендована как при проектировании и изготовлении новых насадочных массообменных аппаратов, так и при реконструкции действующих насадочных массообменных аппаратов с традиционной насадкой - кольцами Рашига и др., порозность и удельная поверхность которых при эксплуатации остаются постоянными.The proposed nozzle for mass transfer apparatus can be recommended both in the design and manufacture of new packed mass transfer apparatuses and in the reconstruction of existing packed mass transfer apparatus with a traditional nozzle - Rashig rings and others, whose porosity and specific surface area remain constant during operation.

Кроме того, предлагаемая насадка для массообменного аппарата легко регенерируется и очищается путем продувки сжатым газом или промывки инертной жидкостью или водой. Для этого достаточно поднять до максимального уровня стержень 4 с верхним диском 2. Свободный объем насадки 1 будет максимальным, и частицы, попавшие в насадку, легко из нее удаляются потоком газа или жидкости.In addition, the proposed nozzle for mass transfer apparatus is easily regenerated and cleaned by blowing with compressed gas or washing with an inert liquid or water. To do this, it is enough to raise the rod 4 with the upper disk 2 to the maximum level. The free volume of the nozzle 1 will be maximum, and the particles that get into the nozzle can be easily removed from it by a gas or liquid flow.

Claims

A nozzle for a mass transfer apparatus containing wire or polymer monofilament, a rod and perforated disks, while the ratio of the diameter of the disk to the internal diameter of the apparatus is d / D = 0.94 ÷ 0.98, characterized in that the rod is mounted axisymmetrically with the apparatus and has the ability axial movement, and the lower end of the rod is rigidly connected to the upper perforated disk, and the upper end to the axial movement mechanism.