RU165690U1 - JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES - Google Patents

JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES Download PDF

Info

Publication number
RU165690U1
RU165690U1 RU2016104155/05U RU2016104155U RU165690U1 RU 165690 U1 RU165690 U1 RU 165690U1 RU 2016104155/05 U RU2016104155/05 U RU 2016104155/05U RU 2016104155 U RU2016104155 U RU 2016104155U RU 165690 U1 RU165690 U1 RU 165690U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drain
contact device
liquid
heat
film contact
Prior art date
Application number
RU2016104155/05U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Дмитриев
Оксана Сергеевна Дмитриева
Ильнур Наилович Мадышев
Андрей Николаевич Николаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority to RU2016104155/05U priority Critical patent/RU165690U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU165690U1 publication Critical patent/RU165690U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/18Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
    • B01D3/20Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid
    • B01D3/205Bubble caps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Струйно-пленочное контактное устройство, включающее параллельные квадратные сливные стаканы с вертикальными стенками, открытыми с верхнего своего конца и имеющими сливные прорези для жидкости с нижнего конца, расположенные как в поперечном, так и в продольном сечениях в шахматном порядке, отличающееся тем, что опорами для сливных стаканов являются вертикальные перегородки, установленные параллельно и перекрестно относительно друг друга, проходящие через центр сливных стаканов и имеющие прорези, предназначенные для установки соответствующих сливных стаканов, при этом в днище сливных стаканов выполнены лепестки в виде круговых сегментов, отогнутые таким образом, чтобы проходное сечение было направлено на поверхность вертикальных перегородок.Inkjet-film contact device, including parallel square drain cups with vertical walls open from its upper end and having drain slots for liquid from the lower end, staggered in both transverse and longitudinal sections, characterized in that the supports for drains are vertical partitions installed parallel and crosswise relative to each other, passing through the center of the drains and having slots designed to fit accordingly Enikeev downcomers, while in the bottom of the downcomers are made in the form of pitch circle segments, deflected in such a way that the flow cross section was directed at the surface of the vertical partition.

Description

Настоящая полезная модель предназначена для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, пищевой промышленности и энергетике.This utility model is intended for carrying out heat and mass transfer processes in a gas-liquid system and can find application in the chemical, petrochemical, metallurgical, food and energy industries.

Известно контактное устройство для массообменных аппаратов, включающее горизонтальное перфорированное полотно, которое имеет секционирующие вертикальные перегородки, выполненные с обеспечением возможности равномерного распределения жидкости по перфорированному горизонтальному полотну [см. патент RU 94163, B01D 3/22, 2009].A contact device for mass transfer apparatuses is known, comprising a horizontal perforated web that has vertical sectioning partitions made to allow uniform distribution of fluid across the perforated horizontal web [see Patent RU 94163, B01D 3/22, 2009].

Недостатком контактного устройства является узкий диапазон устойчивой и эффективной работы, а также высокое гидравлическое сопротивление проходу газа.The disadvantage of the contact device is a narrow range of stable and efficient operation, as well as high hydraulic resistance to gas passage.

Известна контактная тарелка для массообменных процессов, на которой установлены сливные стаканы, имеющие вертикальные стенки [см. патент GB 1422131 (A), B01D 3/20, 1972]. Контактная тарелка разделяется соответствующей опорной балкой по своей диаметральной линии на два участка тарелки. На каждом таком участке тарелки имеется соответствующий ряд параллельных прямоугольных сливных стаканов, расположенных перпендикулярно по отношению к опорной балке. Причем между сливными стаканами расположена барботажная зона с тарелками различных конструкций. Ряд сливных стаканов, находящихся на одном участке, располагается в шахматном порядке относительно другого ряда сливных стаканов, находящихся на противоположном ему участке тарелки. При этом сливные стаканы открыты с верхнего своего конца, а нижний конец снабжен некоторым множеством сливных отверстий для жидкости.A contact plate for mass transfer processes is known, on which drain glasses having vertical walls are installed [see GB 1422131 (A), B01D 3/20, 1972]. The contact plate is divided by the corresponding support beam along its diametrical line into two sections of the plate. On each such section of the plate there is a corresponding series of parallel rectangular drain cups located perpendicular to the support beam. Moreover, between the drain glasses there is a bubble zone with plates of various designs. A row of drain glasses located in one section is staggered relative to another row of drain glasses located in the opposite section of the plate. In this case, the drain glasses are open from its upper end, and the lower end is provided with a plurality of liquid drain holes.

Недостатком изобретения является невысокая эффективность и интенсивность протекающих массообменных процессов в барботажной зоне. Кроме того, контактная тарелка вне зависимости от типа установленных контактных устройств обладает высоким гидравлическим сопротивлением, которое обусловлено необходимостью прохождения потока газа через слой жидкости находящейся в барботажной зоне контактной тарелки.The disadvantage of the invention is the low efficiency and intensity of the ongoing mass transfer processes in the bubble zone. In addition, the contact plate, regardless of the type of contact devices installed, has a high hydraulic resistance, which is due to the need for a gas stream to pass through the liquid layer located in the bubble zone of the contact plate.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является струйно-барботажное контактное устройство, состоящее из сливных стаканов, расположенных в поперечном и продольном сечениях в шахматном порядке [см. патент RU 156379, B01D 3/20, 2015]. Сливные стаканы имеют вертикальные стенки, открыты с верхнего своего конца, а нижний конец снабжен некоторым множеством сливных отверстий для жидкости. Стаканы в каждом ряду соединены между собой с помощью стержня, при этом расстояние между сливными стаканами равняется ширине сливного стакана, то есть сливные стаканы в поперечном сечении имеют форму квадрата.The closest in technical essence and the achieved result is a jet-bubbler contact device consisting of drain cups arranged in cross-section and longitudinal sections in a checkerboard pattern [see patent RU 156379, B01D 3/20, 2015]. Drain glasses have vertical walls, are open from its upper end, and the lower end is provided with a plurality of liquid drain holes. The glasses in each row are interconnected by a rod, while the distance between the drain glasses is equal to the width of the drain glass, that is, the drain glasses in the cross section are square.

Недостатком данного контактного устройства является относительно невысокая эффективность тепломассообменных процессов, протекающих в пространствах между двумя соседними по высоте сливными стаканами, где реализуется взаимодействие падающих струй и капель жидкости с восходящим потоком газа.The disadvantage of this contact device is the relatively low efficiency of heat and mass transfer processes occurring in the spaces between two adjacent drain cups, where the interaction of falling jets and liquid drops with an upward gas flow is realized.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в повышении общей эффективности тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость за счет увеличения удельной площади поверхности контакта фаз и коэффициентов тепло- и массоотдачи в пространствах между двумя соседними по высоте сливными стаканами.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the overall efficiency of heat and mass transfer processes in a gas-liquid system by increasing the specific surface area of the phase contact and the heat and mass transfer coefficients in the spaces between two adjacent drain cups.

Поставленная задача решается струйно-пленочным контактным устройством, которое состоит из параллельных квадратных сливных стаканов, имеющие вертикальные стенки. Сливные стаканы расположены в поперечном и продольном сечениях в шахматном порядке, открыты с верхнего своего конца, а нижний конец снабжен некоторым множеством сливных прорезей для жидкости. Опорами для сливных стаканов являются вертикальные перегородки, установленные параллельно и перекрестно относительно друг друга, проходящие через центр сливных стаканов. Вертикальные перегородки имеют прорези, предназначенные для установки соответствующих сливных стаканов. В днище сливных стаканов выполнены лепестки в виде круговых сегментов отогнутые таким образом, чтобы проходное сечение было направлено на поверхность вертикальных перегородок.The problem is solved by the inkjet-film contact device, which consists of parallel square drain cups having vertical walls. The drain cups are staggered in cross and longitudinal sections, open from their upper end, and the lower end is provided with a plurality of liquid drain slots. Supports for drains are vertical partitions mounted parallel and crosswise relative to each other, passing through the center of the drains. Vertical partitions have slots designed to install the corresponding drain cups. In the bottom of the drain cups, petals are made in the form of circular segments bent so that the bore is directed to the surface of the vertical partitions.

Техническим результатом полезной модели является увеличение удельной площади поверхности контакта фаз и коэффициентов тепло- и массоотдачи в пространствах между двумя соседними по высоте сливными стаканами, и, как следствие, повышение общей эффективности тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость.The technical result of the utility model is to increase the specific surface area of the contact of the phases and the heat and mass transfer coefficients in the spaces between two adjacent drain cups in height, and, as a result, increase the overall efficiency of heat and mass transfer processes in the gas-liquid system.

Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами:The essence of the utility model is illustrated by the following drawings:

- на фиг. 1 изображено предлагаемое струйно-пленочное контактное устройство для тепломассообменных процессов;- in FIG. 1 shows the proposed inkjet-film contact device for heat and mass transfer processes;

- на фиг. 2 - продольный разрез струйно-пленочного контактного устройства.- in FIG. 2 is a longitudinal section of an ink-film contact device.

Струйно-пленочное контактное устройство состоит из параллельных квадратных сливных стаканов 1, имеющие вертикальные стенки, необходимые для поддержания уровня жидкости внутри сливных стаканов 1. Опорами для сливных стаканов 1 являются вертикальные перегородки 2, имеющие прорези, предназначенные для установки соответствующих сливных стаканов 1 (фиг. 1). Сливные стаканы 1 открыты с верхнего своего конца, а в днище выполнены отогнутые лепестки 3 в виде круговых сегментов, необходимые для распределения жидкости по поверхности вертикальных перегородок 2 (фиг. 2).The inkjet-film contact device consists of parallel square drain cups 1 having vertical walls necessary to maintain the liquid level inside the drain cups 1. The supports for the drain cups 1 are vertical partitions 2 having slots designed to install the corresponding drain cups 1 (Fig. one). Drain glasses 1 are open from its upper end, and bent petals 3 are made in the bottom in the form of circular segments, which are necessary for distributing the liquid over the surface of the vertical partitions 2 (Fig. 2).

Предлагаемое струйно-пленочное контактное устройство для тепломассообменных процессов работает следующим образом.The proposed inkjet-film contact device for heat and mass transfer processes works as follows.

Жидкость через множество отогнутых лепестков 3, выполненных в днище сливных стаканов 1, распределяется в виде струй на расположенные ниже вертикальные перегородки 2. При этом на указанных сливных стаканах поддерживается уровень жидкости за счет вертикальных стенок сливных стаканов. Благодаря шахматному расположению сливных стаканов 1 газ, поступающий снизу, имеет зигзагообразный характер движения.The liquid through a plurality of bent petals 3, made in the bottom of the drain cups 1, is distributed in the form of jets to the vertical partitions 2 below. In this case, the liquid level is maintained on said drain cups due to the vertical walls of the drain cups. Due to the checkerboard arrangement of the drain cups 1, the gas coming from below has a zigzag motion pattern.

При движении струй жидкости по поверхности вертикальных перегородок 2 происходит распределение жидкости с образованием устойчивого пленочного течения. При этом стекающая пленка жидкости контактирует с восходящим потоком газа. Далее образовавшаяся пленка, соударяясь о поверхность жидкости, находящейся внутри сливных стаканов 1, создает развитую постоянно обновляющуюся поверхность контакта фаз, которая определяется наличием относительно небольших газовых пузырей в слое жидкости и несколькими вылетающими каплями из жидкости.When the jets of liquid move along the surface of the vertical partitions 2, the liquid is distributed with the formation of a stable film flow. In this case, the flowing liquid film is in contact with the upward flow of gas. Further, the resulting film, colliding with the surface of the liquid inside the drain cups 1, creates a developed constantly updated phase contact surface, which is determined by the presence of relatively small gas bubbles in the liquid layer and a few dropping drops from the liquid.

В предлагаемом струйно-пленочном контактном устройстве по сравнению с прототипом увеличиваются удельная площадь поверхности контакта фаз и коэффициенты тепло- и массоотдачи в пространствах между двумя соседними по высоте сливными стаканами за счет установки интенсифицирующих элементов в виде вертикальных перегородок. Кроме того, известно, что пленочное течение жидкости характеризуется большими коэффициентами тепло- и массоотдачи, чем распыливание жидкости. Поэтому, как показывают проведенные экспериментальные исследования по определению массообменной эффективности охлаждения оборотной воды общая эффективность в предлагаемом струйно-пленочном контактном устройстве при рабочих режимах работы увеличилась на 18,2…47,5% по сравнению с прототипом.In the proposed inkjet-film contact device, in comparison with the prototype, the specific surface area of the contact of the phases and the coefficients of heat and mass transfer in the spaces between two adjacent drain cups of height are increased due to the installation of intensifying elements in the form of vertical partitions. In addition, it is known that the film flow of a liquid is characterized by higher heat and mass transfer coefficients than atomization of a liquid. Therefore, as shown by conducted experimental studies to determine the mass transfer efficiency of cooling circulating water, the overall efficiency in the proposed inkjet-film contact device at operating conditions increased by 18.2 ... 47.5% compared with the prototype.

Таким образом, увеличение удельной площади поверхности контакта фаз и коэффициентов тепло- и массоотдачи в пространствах между двумя соседними по высоте сливными стаканами в предлагаемом струйно-пленочном контактном устройстве приводит к повышению общей эффективности тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость.Thus, the increase in the specific surface area of the contact of the phases and the heat and mass transfer coefficients in the spaces between two adjacent drain cups in height in the proposed jet-film contact device leads to an increase in the overall efficiency of heat and mass transfer processes in the gas-liquid system.

Claims (1)

Струйно-пленочное контактное устройство, включающее параллельные квадратные сливные стаканы с вертикальными стенками, открытыми с верхнего своего конца и имеющими сливные прорези для жидкости с нижнего конца, расположенные как в поперечном, так и в продольном сечениях в шахматном порядке, отличающееся тем, что опорами для сливных стаканов являются вертикальные перегородки, установленные параллельно и перекрестно относительно друг друга, проходящие через центр сливных стаканов и имеющие прорези, предназначенные для установки соответствующих сливных стаканов, при этом в днище сливных стаканов выполнены лепестки в виде круговых сегментов, отогнутые таким образом, чтобы проходное сечение было направлено на поверхность вертикальных перегородок.
Figure 00000001
Inkjet-film contact device, including parallel square drain cups with vertical walls open from its upper end and having drain slots for liquid from the lower end, staggered in both transverse and longitudinal sections, characterized in that the supports for drains are vertical partitions installed parallel and crosswise relative to each other, passing through the center of the drains and having slots designed to fit accordingly Enikeev downcomers, while in the bottom of the downcomers are made in the form of pitch circle segments, deflected in such a way that the flow cross section was directed at the surface of the vertical partition.
Figure 00000001
RU2016104155/05U 2016-02-09 2016-02-09 JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES RU165690U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104155/05U RU165690U1 (en) 2016-02-09 2016-02-09 JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104155/05U RU165690U1 (en) 2016-02-09 2016-02-09 JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU165690U1 true RU165690U1 (en) 2016-10-27

Family

ID=57216776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104155/05U RU165690U1 (en) 2016-02-09 2016-02-09 JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU165690U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171022U1 (en) * 2017-01-09 2017-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" CONTACT DEVICE WITH FILM LIQUID FLOW FOR HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICES
RU181091U1 (en) * 2018-03-23 2018-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Contact device for heat and mass transfer processes
RU187324U1 (en) * 2018-11-26 2019-03-01 Андрей Владимирович Дмитриев CONTACT DEVICE WITH GAS AND LIQUID INJET-FILM INTERACTION

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171022U1 (en) * 2017-01-09 2017-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" CONTACT DEVICE WITH FILM LIQUID FLOW FOR HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICES
RU181091U1 (en) * 2018-03-23 2018-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Contact device for heat and mass transfer processes
RU187324U1 (en) * 2018-11-26 2019-03-01 Андрей Владимирович Дмитриев CONTACT DEVICE WITH GAS AND LIQUID INJET-FILM INTERACTION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU165690U1 (en) JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
KR100922403B1 (en) A liquid/liquid exchange column
Madyshev et al. Purification of gas emissions from thermal power plants by means of apparatus with Jet-Bubbling contact devices
RU156379U1 (en) JET BATTERY CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
KR100746063B1 (en) Gas-liquid contacting tray
RU2015155528A (en) COLLECTOR FOR MIXING LIQUID AND METHOD OF ITS APPLICATION
RU171022U1 (en) CONTACT DEVICE WITH FILM LIQUID FLOW FOR HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICES
RU2009111256A (en) METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING LIQUID
JP5410956B2 (en) Matrix structure
RU181091U1 (en) Contact device for heat and mass transfer processes
RU2461406C2 (en) Mass exchange contact device for interaction of fluid and gas
RU187324U1 (en) CONTACT DEVICE WITH GAS AND LIQUID INJET-FILM INTERACTION
US9770701B2 (en) Contact device for heat/mass exchange and phase separation
RU162855U1 (en) CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
RU2002124585A (en) PLATE FOR INTERACTION OF GAS WITH LIQUID, COLUMN WITH SUCH PLATES, METHOD FOR IMPROVING A COLUMN AND METHOD FOR RECTIFICATION OR ABSORPTION WITH ITS USE
RU177443U1 (en) DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
RU189403U1 (en) CORNER SITCHO-NOTCHING MIXTURE FOR MASS-EXCHANGE EQUIPMENT
RU126265U1 (en) MASS EXCHANGE DEVICE (OPTIONS)
RU88980U1 (en) CONTACT DEVICE OF HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICE
SU1291191A1 (en) Regular packing
RU2265782C1 (en) Heat-exchanger with honeycomb members
RU151452U1 (en) MASS EXCHANGE CONTACT DEVICE FOR INTERACTION OF LIQUID AND GAS
RU2783943C1 (en) Liquid redistributor
RU57626U1 (en) REGULAR NOZZLE FOR COLUMN APPARATUS
RU201962U1 (en) Column for contacting gas with liquid

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20161129

PD9K Change of name of utility model owner
NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20180921

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20210210