RU118219U1

RU118219U1 - CAST FILLER ELEMENT FOR INSTALLING LIQUID AND GAS SEPARATION FOR WATER TREATMENT

Info

Publication number: RU118219U1
Application number: RU2012100447/05U
Authority: RU
Inventors: Анна Валерьевна Сиренко
Original assignee: Анна Валерьевна Сиренко
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2012-07-20
Also published as: RU118219U8

Abstract

Литой элемент наполнителя для установки разделения жидкости и газа при очистке воды, отличающийся тем, что он содержит первую пластину, в которой выполнено отверстие, по обе стороны пластины расположены на равном расстоянии друг от друга неплоские элементы, через неплоские элементы проходит вторая пластина, проходящая по центральной оси отверстия в первой пластине, причем вторая пластина ориентирована перпендикулярно первой пластине и выступает от плоскости первой пластины на величину не выше, чем на треть ширины отверстия, при этом элемент выполнен из стойкого в горячей воде материала. A cast filler element for a liquid-gas separation unit for water purification, characterized in that it contains a first plate in which a hole is made, on both sides of the plate, non-planar elements are located at an equal distance from each other, a second plate passes through the non-planar elements, passing along the central axis of the hole in the first plate, and the second plate is oriented perpendicular to the first plate and protrudes from the plane of the first plate by an amount not higher than a third of the hole width, while the element is made of a material resistant to hot water.

Description

Техническое решение относится к конструкциям насыпных насадок для тепломассообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар (газ), преимущественно для дегазации воды.The technical solution relates to the design of bulk nozzles for heat and 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, mainly for water degassing.

Известен шаровидный элемент наполнителя для насадочных колонн (RU, патент 2310499). Шаровидный элемент выполнен диаметром 20-70 мм с 6-9-ю углублениями в сферической поверхности, оси которых сходятся в центре шара, разделенными стенками, причем толщина стенок между углублениями уменьшается к центру шара.Known spherical filler element for packed columns (RU, patent 2310499). The spherical element is made with a diameter of 20-70 mm with 6-9 recesses in the spherical surface, the axes of which converge in the center of the ball, separated by walls, and the wall thickness between the recesses decreases to the center of the ball.

Недостатком указанного элемента наполнителя является недостаточная эффективность массообмена и высокое гидравлическое сопротивление.The disadvantage of this filler element is the lack of mass transfer efficiency and high hydraulic resistance.

Известен также (RU, патент 98339) элемент наполнителя для насадочных колонн. Известный элемент выполнен шарообразной формы, в сферической поверхности которого образованы углубления, разделенные тонкими стенками. Кроме того, шарообразный элемент разделен на две половины сплошной круглой перегородкой с овальным проходным отверстием, расположенным в центре перегородки, на продольной оси проходного отверстия, перпендикулярно перегородке закреплена перемычка, разделяющая проходное отверстие по его продольной оси пополам, на перемычке на равном расстоянии друг от друга закреплены конусообразные штыри, к которым прикреплены тонкие стенки, выполненные волнообразной формы, при этом прикрепление стенок к штырям выполнено в месте образования центрального гребня. Стенки расположены друг от друга с шагом от 0,05 до 0,15 диаметра шарообразного элемента, параллельно друг другу, перпендикулярно круглой перегородке и закреплены симметрично с двух сторон на круглой перегородке и на конусообразных штырях перемычки. Вокруг проходного отверстия, со стороны утолщений конусообразных штырей, расположена накладка.Also known (RU, patent 98339) a filler element for packed columns. The known element is made spherical in shape, in the spherical surface of which are formed recesses separated by thin walls. In addition, the spherical element is divided into two halves by a continuous round baffle with an oval bore located in the center of the baffle, a bridge is fixed on the longitudinal axis of the bore, perpendicular to the baffle, bisecting the bore through its longitudinal axis in half, on the bridge at an equal distance from each other conical pins are fixed, to which thin walls are made, which are made in the form of a wave, while the walls are attached to the pins at the center foot crest. The walls are located from each other in increments from 0.05 to 0.15 of the diameter of the spherical element, parallel to each other, perpendicular to the round partition and are mounted symmetrically on both sides on the round partition and on the conical pins of the jumper. Around the passage hole, from the side of the thickenings of the conical pins, there is a pad.

Недостатком известного элемента следует признать недостаточная эффективность массообмена, а также сложность конструкции, исключающей возможность изготовления его из других материалов, кроме полимерных.The disadvantage of this element should be recognized as the lack of efficiency of mass transfer, as well as the complexity of the design, excluding the possibility of manufacturing it from materials other than polymeric.

Технической задачей разработки является снижение гидравлического сопротивления путем изменения профиля поверхности межфазного контакта жидкость/газ.The technical task of the development is to reduce hydraulic resistance by changing the surface profile of the liquid / gas interface.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в повышении интенсивности массообмена и повышение производительности массообменных аппаратов.The technical result obtained by the implementation of the developed design consists in increasing the intensity of mass transfer and increasing the performance of mass transfer apparatuses.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный элемент наполнителя для установки разделения жидкости и газа при очистке воды разработанной конструкции. Элемент наполнителя для установки разделения держит жидкости и газа при очистке воды содержит первую пластину, в которой выполнено отверстие, по обе стороны пластины расположены на равном расстоянии друг от друга неплоские элементы, образующие суммарно тело вращения, через неплоские элементы проходит вторая пластина, проходящая по центральной оси отверстия в первой пластине, причем вторая пластина ориентирована перпендикулярно первой пластине и выступает от плоскости первой пластины на величину не свыше чем на треть ширины отверстия, при этом элемент выполнен из стойкого в горячей воде материала.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed filler element for the installation of liquid and gas separation during water purification of the developed design. The filler element for the separation unit holds liquid and gas during water purification; it contains a first plate in which a hole is made; non-planar elements are located on both sides of the plate at an equal distance from each other, forming a total body of revolution; a second plate passes through non-planar elements passing along the axis of the hole in the first plate, and the second plate is oriented perpendicular to the first plate and protrudes from the plane of the first plate by an amount not more than a third of the width of the hole, wherein the element is made of a material resistant in hot water.

Наличие у элемента наполнителя для насадочных колонн значительного количества элементов с большой площадью поверхности и образованного этими элементами значительного свободного объема позволило увеличить поверхность контакта взаимодействующих фаз. Такое выполнение конструкции элемента насадки приводит к интенсификации процесса массообмена, а также способствует образованию в слое насадки турбулентного течения на внутренних поверхностях элемента. В свою очередь, пересечение жидкостного и газового потоков при переходе с одной насадки на другую создает дополнительные местные завихрения жидкостного и газового потоков, улучшает условия для межфазного перемешивания, т.е. усиливает турбулизацию и повышает кратность обновления поверхности контакта взаимодействующих фаз, что приводит к повышению эффективности массообмена и снижению гидравлического сопротивления. Наличие на продольной оси проходного отверстия, перпендикулярно перегородке закрепленной перемычки, к которым прикреплены тонкие волнообразные стенки, приведет к самоориентации насадки по направлению к соосным контактируемым потокам при загрузке в навал за счет смещенного центра тяжести, в результате чего возрастает пропускная способность насадки и ее удельная поверхность, что также приводит к интенсификации процесса массообмена и снижению гидравлического сопротивления.The presence of a significant number of elements with a large surface area and a significant free volume formed by these elements in the filling element for packed columns made it possible to increase the contact surface of the interacting phases. This embodiment of the design of the nozzle element leads to the intensification of the mass transfer process, and also contributes to the formation of turbulent flow in the nozzle layer on the inner surfaces of the element. In turn, the intersection of liquid and gas flows during the transition from one nozzle to another creates additional local turbulence of the liquid and gas flows, improves conditions for interfacial mixing, i.e. enhances turbulization and increases the frequency of updating the contact surface of interacting phases, which leads to an increase in mass transfer efficiency and a decrease in hydraulic resistance. The presence on the longitudinal axis of the bore, perpendicular to the septum of the fixed bridge, to which thin wave-like walls are attached, will lead to the nozzle self-orientation towards coaxial contact flows when loading into the bulk due to the displaced center of gravity, resulting in increased nozzle throughput and its specific surface , which also leads to an intensification of the mass transfer process and a decrease in hydraulic resistance.

Минимальное значение шага между стенками зависит от условий эксплуатации элемента и может изменять в значительных пределах. Размера шага определяют в зависимости от условий создания максимального тепломассообмена.The minimum value of the step between the walls depends on the operating conditions of the element and can vary within significant limits. The size of the step is determined depending on the conditions for creating maximum heat and mass transfer.

Выбор материала изготовления элемента зависит от условий его использования, а также от его геометрических размеров. Предпочтительно выполнять его из керамики или металла, однако возможен вариант выполнения элемента из полимера.The choice of material for the manufacture of the element depends on the conditions of its use, as well as on its geometric dimensions. It is preferable to perform it from ceramic or metal, however, an embodiment of the element from the polymer is possible.

Предпочтительно элемент выполняют путем отливки в форму.Preferably, the element is molded.

Элемент наполнителя для насадочных колонн для дегазации воды работает следующим образом.The filler element for packed columns for degassing water works as follows.

При загрузке колонны элементами наполнителя они размещаются в колонне произвольно. Однако под действием потоков жидкости и газа элементы наполнителя разворачиваются таким образом, что гидравлическое сопротивление насадки было минимальным, повышая тем самым производительность аппарата. После заполнения аппарата насадкой и подачи в него сверху жидкости, она, проходя через насадку, интенсивно разбрызгивается, перераспределяется по диаметру аппарата, взаимодействуя на поверхности элементов насадки с восходящим воздухом, поступающим с помощью вентилятора снизу колонны.When loading the column with filler elements, they are placed in the column at random. However, under the action of liquid and gas flows, the filler elements unfold in such a way that the hydraulic resistance of the nozzle was minimal, thereby increasing the productivity of the apparatus. After filling the apparatus with a nozzle and supplying liquid from above it, passing through the nozzle, it is intensively sprayed, redistributed over the diameter of the apparatus, interacting on the surface of the nozzle elements with the rising air coming in through the fan from the bottom of the column.

При движении воды сверху вниз через элементы наполнителя на поверхности элементов образуется пленка жидкости, а в промежутках между стенками накапливается жидкость, которая затем перетекает на нижние элементы. Конструкция элемента наполнителя исключает застойные области контактных зон и повышает равномерность распределения потоков и снижение гидравлического сопротивления. Увеличенная за счет выполнения элементов неплоскими удельная поверхность наполнителя, оптимальное расположение элемента при его загрузки в колонну способствует более интенсивному массообмену за счет постоянного обновления межфазной поверхности.When water moves from top to bottom through the filler elements, a liquid film forms on the surface of the elements, and in the spaces between the walls, liquid accumulates, which then flows onto the lower elements. The design of the filler element eliminates the stagnant areas of the contact zones and increases the uniformity of the distribution of flows and a decrease in hydraulic resistance. The specific surface area of the filler increased due to non-planar elements, the optimal location of the element when it is loaded into the column contributes to more intensive mass transfer due to the constant updating of the interface.

Использование элемента наполнителя подобной конструкции обеспечивает повышение интенсивности массообмена и повышение производительности массообменных аппаратов.The use of a filler element of a similar design provides an increase in the intensity of mass transfer and an increase in the productivity of mass transfer devices.

Claims

A cast filler element for installing a separation of liquid and gas during water treatment, characterized in that it contains a first plate in which a hole is made, non-planar elements are located on both sides of the plate at equal distances from each other, a second plate passes through non-planar elements, passing along the central axis of the hole in the first plate, and the second plate is oriented perpendicular to the first plate and protrudes from the plane of the first plate by an amount no higher than a third of the width of the hole, while ment is made of resistant material in hot water.