RU171763U1

RU171763U1 - HEAT AND MASS EXCHANGE PLATE WITH BARBATING CONTACT DEVICE

Info

Publication number: RU171763U1
Application number: RU2017103091U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Наталья Андреевна Прохоренко; Александр Викторович Ляпков; Данила Михайлович Баранов; Богдан Михайлович Баранов; Ольга Геннадьевна Самойлова
Priority date: 2017-01-30
Filing date: 2017-01-30
Publication date: 2017-06-15

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к тепломассообменным процессам в системе жидкость-газ и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки дымовых газов и вентиляционных выбросов.Техническим результатом предлагаемой конструкции является повышение производительности.Поставленный технический результат достигается тем, что тепломассообменная тарелка содержит перфорированное основание, переливное устройство и установленное на основании тарелки барботажное контактное устройство, представляющее собой лопатки, соединенные с осью вращения, отличающаяся тем, что нижняя часть переливного устройства отогнута в сторону контактного устройства, установленного на вертикальной оси, а на свободном конце каждой лопатки сверху установлен пластинчатый упор.The proposed technical solution relates to heat and mass transfer processes in a liquid-gas system and can find application in chemical, petrochemical, metallurgical, energy, pharmaceutical, food and other industries, as well as in environmental processes of flue gas cleaning and ventilation emissions. The technical result of the proposed design is increased productivity. The technical result is achieved in that the heat and mass transfer plate contains a perforated base ies, an overflow device and a bubbler contact device mounted on the base of the plate, consisting of blades connected to the axis of rotation, characterized in that the lower part of the overflow device is bent towards the contact device mounted on a vertical axis, and a plate is installed on the free end of each blade emphasis.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к тепломассообменным процессам в системе жидкость-газ и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки дымовых газов и вентиляционных выбросов.The proposed technical solution relates to heat and mass transfer processes in a liquid-gas system and can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, energy, pharmaceutical, food and other industries, as well as in environmental processes of flue gas purification and ventilation emissions.

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус и расположенные по высоте тарелки с контактными элементами, каждый из которых содержит завихритель, окруженный цилиндрической обечайкой, и соосно расположенную относительно цилиндрической обечайки сепарационную обечайку, выполненную с прорезями, снабженными направленными во внутрь обечайки пластинами, переливную трубу, размещенную по центру внутри обечаек, при этом цилиндрическая обечайка размещена в сепарационной обечайке на расстоянии друг от друга и снабжена вертикальными пластинами с пазами и фиксирующими элементами, при этом верхняя кромка цилиндрической обечайки расположена на уровне или выше нижней кромки сепарационной обечайки, сепарационная обечайка установлена в пазах вертикальных пластин с возможностью ее фиксации, а нижний срез переливной трубы размещен над завихрителем, ниже кромок обечаек (описание полезной модели к патенту 2122881, РФ, С1, 1997 г.).A heat and mass transfer apparatus is known, including a casing and plates arranged in height with contact elements, each of which contains a swirler surrounded by a cylindrical shell, and a separation shell coaxially arranged relative to the cylindrical shell, made with slots provided with plates directed into the shell, an overflow pipe placed along the center inside the shells, while the cylindrical shell is placed in the separation shell at a distance from each other and is equipped with vertical plates with grooves and fixing elements, while the upper edge of the cylindrical shell is located at or above the lower edge of the separation shell, the separation shell is installed in the grooves of the vertical plates with the possibility of fixation, and the lower section of the overflow pipe is placed above the swirl, below the edges of the shells (description of the useful models to patent 2122881, RF, C1, 1997).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится низкая интенсивность массообменных процессов и малое время контакта фаз. Кроме того, при увеличении скорости газа наблюдается значительный капельный унос жидкости газовым потоком, что приводит к снижению производительности.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the low intensity of the mass transfer processes and the short contact time of the phases. In addition, with an increase in gas velocity, a significant drop of liquid is carried away by the gas stream, which leads to a decrease in productivity.

Известна контактная тарелка массо-теплообменных аппаратов, включающая основание в виде плоского листа с отверстиями, над отверстиями тарелки помещены лопастные вращающиеся завихрители, с целью создания возможности возвратно-поступательного движения завихрителей, они снабжены стойками с пазами, прикрепленными к плоскости тарелки (авт. св. СССР №349402, В01D 3/30, 1972 г.).Known contact plate mass-heat exchangers, including a base in the form of a flat sheet with holes, rotary swirls are placed above the plate openings in order to create the possibility of reciprocating motion of swirls, they are equipped with racks with grooves attached to the plane of the plate (ed. USSR No. 349402, B01D 3/30, 1972).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малый оборот вращения лопастного завихрителя, который затрагивает только верхнюю часть уровня жидкости, который приводит к невысокая скорость массопереноса на границы раздела фаз жидкости и газа, что снижает производительность массообменного устройства.The reasons that impede the achievement of a given technical result include a small rotation speed of the blade vortex swirl, which affects only the upper part of the liquid level, which leads to a low mass transfer rate to the liquid-gas interface, which reduces the performance of the mass transfer device.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является тепломассообменная тарелка, содержащая перфорированное основание, переливное устройство, на основании тарелки на горизонтальной оси установлены струйно-барботажные контактные устройства, представляющие собой радиальные треугольные лопатки, соединенные с осью вращения, лопатки изготовлены из листового материала и имеют две боковые и одну нижнюю стенки (описание полезной модели к патенту 152191, РФ, В01D 3/30, 2015 г.).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted as a prototype is a heat and mass transfer plate containing a perforated base, an overflow device, jet-bubble contact devices, which are radial triangular blades connected to the axis of rotation, blades, are installed on the plate base on the horizontal axis made of sheet material and have two side and one lower wall (utility model description to patent 152191, RF, B01D 3/30, 2015).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится низкая производительность из-за малой скорости вращения радиальных лопаток.The reasons that impede the achievement of a given technical result include low productivity due to the low rotation speed of the radial blades.

Техническим результатом предлагаемой конструкции является повышение производительности.The technical result of the proposed design is to increase productivity.

Поставленный технический результат достигается тем, что тепломассообменная тарелка содержит перфорированное основание, переливное устройство и установленное на основании тарелки барботажное контактное устройство, представляющее собой лопатки, соединенные с осью вращения, отличающаяся тем, что нижняя часть переливного устройства отогнута в сторону контактного устройства, установленного на вертикальной оси, а на свободном конце каждой лопатки сверху установлен пластинчатый упор.The technical result is achieved in that the heat and mass transfer plate contains a perforated base, an overflow device and a bubbler contact device mounted on the base of the plate, which is a blade connected to the axis of rotation, characterized in that the lower part of the overflow device is bent towards the contact device mounted on a vertical axis, and on the free end of each blade a plate stop is installed on top.

Установка на конце каждой лопатки сверху пластинчатого упора и выполнение переливного устройства с отогнутым нижним концом в сторону контактного устройства, позволяет интенсифицировать процесс вращения лопаток на оси за счет кинетической энергии потока жидкости, выходящего из переливного устройства и попадающего по нормали к поверхности пластинчатого упора, увеличивая тем самым производительность.Installing at the end of each blade on top of the plate stop and the implementation of the overflow device with a bent lower end towards the contact device allows you to intensify the process of rotation of the blades on the axis due to the kinetic energy of the fluid flow coming out of the overflow device and falling along the normal to the surface of the plate stop, increasing most performance.

Выполнение контактного устройства на вертикальной оси, позволяет барботажному контактному устройству вращаться вокруг нее, тем самым перемешивать слой жидкости, который находится непосредственно на перфорированном основании, что способствует увеличению производительности.The implementation of the contact device on the vertical axis allows the bubbler contact device to rotate around it, thereby mixing the liquid layer, which is located directly on the perforated base, which helps to increase productivity.

На фиг. 1 представлен общий вид в разрезе предлагаемой конструкции тепломассообменной тарелки с барботажным контактным устройствам представляющей собой лопатки; на фиг. 2 - вид А сверху на лопатки с пластинчатым упором.In FIG. 1 shows a General view in section of the proposed design of the heat and mass transfer plate with bubbler contact devices representing a blade; in FIG. 2 is a top view of A on the blades with a plate focus.

Тепломассообменная тарелка состоит из перфорированного основания 1, на ее основании находится вертикальная ось вращения 2. На вертикальной оси 2 установлено барботажное контактное устройство, представляющие собой лопатки 3, которые соединены с осью вращения 2. На свободных концах каждой лопатки 3 сверху жестко закреплены пластинчатые упоры 4. На перфорированном основании 1, находится переливное устройство 5, которое предназначено для стекания жидкости с вышележащей тарелки. Переливное устройство 5 установлены так, чтобы они не препятствовали вращению барботажного контактного устройства. Нижняя часть переливного устройства 5 отогнута к поверхности пластинчатого упора 4.The heat and mass transfer plate consists of a perforated base 1, a vertical axis of rotation 2 is located on its base. A bubbler contact device is installed on the vertical axis 2, which are blades 3 that are connected to the axis of rotation 2. On the free ends of each blade 3, plate stops 4 are rigidly fixed from above On a perforated base 1, there is an overflow device 5, which is designed to drain liquid from an overlying plate. The overflow device 5 is installed so that they do not interfere with the rotation of the bubbler contact device. The lower part of the overflow device 5 is bent to the surface of the plate stop 4.

Тепломассообменная тарелка работает следующим образом.Heat and mass transfer plate operates as follows.

Жидкость с вышележащей тарелки поступает на перфорированное основание 1, переливается с одной тарелки на другую, за счет переливного устройства 5. Струя жидкости, выходящая из переливного устройства, будет попадать на пластинчатый упор 4, установленные сверху на конце каждой лопатки 3, при этом поток жидкости будет создавать крутящий момент на лопатках 3, закрепленных на вертикальной оси 2 барботажного контактного устройства и приводить их во вращение. Газ, поступающий с нижележащей тарелки, проходит через отверстия перфорированного основания 1, образуя пузырьки, которые участвуют в тепломассообменном процессе с жидкостью, находящейся на тарелке.The liquid from the overlying plate enters the perforated base 1, is poured from one plate to another due to the overflow device 5. The liquid stream leaving the overflow device will fall on the plate stop 4 mounted on top of the end of each blade 3, while the fluid flow will create torque on the blades 3, mounted on the vertical axis 2 of the bubbler contact device and bring them into rotation. The gas coming from the underlying plate passes through the holes of the perforated base 1, forming bubbles that are involved in the heat and mass transfer process with the liquid on the plate.

При вращении лопатки 3 с жестко соединенными пластинчатыми упорами 4 захватывают жидкость и газ, и начинают интенсивно их перемешивать.When the blades 3 rotate with rigidly connected plate stops 4, they capture liquid and gas, and begin to mix them intensively.

Таким образом, установка лопаток 3 с установленными на них сверху на свободных концах пластинчатыми упорами 4 приводит к повышению эффективности тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость, происходит обеспечение равномерного распределения концентрации распределяемых веществ по сечению тарелки, что способствует увеличению скорости тепломассообменных процессов между жидкостью и газом и повышает производительность тарелки.Thus, the installation of blades 3 with plate stops 4 mounted on top of the free ends of the blades increases the efficiency of heat and mass transfer processes in the gas-liquid system, ensures a uniform distribution of the concentration of the distributed substances over the plate cross-section, which helps to increase the speed of heat and mass transfer processes between the liquid and gas and improves plate performance.

Claims

A heat and mass transfer plate containing a perforated base, an overflow device and a bubbler contact device installed on the base of the plate, consisting of blades connected to the axis of rotation, characterized in that the lower part of the overflow device is bent towards the contact device mounted on the vertical axis, and on the free end each blade has a plate stop on top.