RU2094113C1

RU2094113C1 - Angle-type checkerwork for mass-transfer apparatus

Info

Publication number: RU2094113C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Фетисов; А.З. Абдуллин; А.К. Панов; А.В. Бакиев
Original assignee: Стерлитамакское акционерное общество "Каустик"
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: mass-transfer apparatuses. SUBSTANCE: angle-type checkerwork is made from periodic horizontal rows of equal angles with their corners upward; edges of webs of adjacent angles (in row) form slots together with webs of lower row. EFFECT: intensification of mass-transfer processes due to employment of accessible and simple members of checkerwork. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к массообменным устройствам колонных аппаратов для систем жидкость-газ и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to mass transfer devices for column apparatuses for liquid-gas systems and can be used in the petrochemical, chemical and other industries.

Известны насадочные колонны, в которых контакт между газом и жидкостью осуществляется на поверхности специальных насадочных тел, а также в свободных пространствах между ними. В тарельчатых аппаратах контакт между фазами происходит при прохождении газа сквозь слой жидкости, находящейся на контактном устройстве. В плечной колонне фазы контактируют на поверхности тонкой пленки жидкости, стекающей по вертикальной или наклонной поверхности (Скобло А. И. и др. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей промышленности. М. 1984, с.214). Packed columns are known in which the contact between gas and liquid is carried out on the surface of special packed bodies, as well as in the free spaces between them. In dish-shaped apparatuses, contact between the phases occurs when gas passes through a layer of liquid located on the contact device. In the shoulder column, the phases contact on the surface of a thin film of liquid flowing down a vertical or inclined surface (A. Skoblo et al. Processes and apparatuses of the oil refining industry. M. 1984, p. 214).

Известны устройства, позволяющие получить лучшие по производительности и разделительной способности показатели по сравнению с насадочными и тарельчатыми колоннами. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является контакт пластин, причем наклон пластин в соседних рядах зеркально изменяется (Скобло А.И. и др. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей промышленности. М. 1984, с.298). Known devices that allow you to get the best performance and separation ability indicators compared with nozzle and plate columns. The closest in technical essence and the achieved effect is the contact of the plates, and the inclination of the plates in adjacent rows is mirrored (Skoblo A.I. et al. Processes and apparatuses of the oil refining industry. M. 1984, p. 298).

Недостатком ее является создание потока фаз в объеме тарелки только лишь вдоль наклонных пластин, причем противоточные фазы движутся по соседним каналам и эффективный межфазовый контакт осуществляется в пространстве между тарелками. Чем больше ширина наклонных пластин, тем большие объемы аппаратов используются неэффективно. Its disadvantage is the creation of a phase flow in the volume of the plate only along the inclined plates, with the countercurrent phases moving along adjacent channels and effective interphase contact in the space between the plates. The greater the width of the inclined plates, the large volumes of devices are used inefficiently.

Цель данного изобретения интенсификация процесса массопередачи. The purpose of this invention is the intensification of the mass transfer process.

Поставленная цель достигается насадкой, составленной из периодических рядов равнобоких уголков, расположенных углами вверх, причем кромки полок соседних уголков образуют с полками при вершинах уголков нижерасположенного ряда щели. This goal is achieved by a nozzle made up of periodic rows of isosceles of corners located upward angles, and the edges of the shelves of adjacent corners form with shelves at the vertices of the corners of the downstream row of slots.

Сущность изобретения заключается в одновременном использовании для контакта фаз эффектов, возникающих при струйно-противоточном течении фаз через щели, при их пленочном течении вдоль наклонных полок, а также при турбулизации фаз в объеме между полками под вершинами уголков. The essence of the invention lies in the simultaneous use for contact of phases of the effects that occur during jet-countercurrent flow of phases through slots, during their film flow along inclined shelves, as well as during phase turbulence between the shelves at the tops of the corners.

Подобное взаимодействие между фазами интенсифицирует процесс массопередачи, исключает свободные области контактной зоны и каналообразование при движении фаз. Such an interaction between the phases intensifies the mass transfer process, eliminates the free regions of the contact zone and channel formation during phase motion.

Использование зубчатых кромок полок уголков стабилизирует число мест струйно-противоточного течения через щели, что обеспечивает равномерность массообмена во всех образующихся струях. The use of the serrated edges of the corner shelves stabilizes the number of places of the jet-countercurrent flow through the slots, which ensures uniform mass transfer in all jets formed.

Таким образом, уголковая насадка содержит отличительные признаки, которые обеспечивают новые неизвестные свойства, а именно:
одновременное струйно-противоточное течение через щели, пленочное течение вдоль контактных полок и турбулизацию фаз между полками под вершинами уголков;
равномерность профиля скоростей взаимодействующих фаз, и как следствие, равномерный массообмен.Thus, the corner nozzle contains distinctive features that provide new unknown properties, namely:
simultaneous jet-countercurrent flow through slots, film flow along contact shelves and phase turbulence between the shelves at the tops of the corners;
uniformity of the velocity profile of the interacting phases, and as a result, uniform mass transfer.

Это позволяет признать предложенное решение соответствующим критерию "существенные отличия", поскольку в объекте, к которому относится решение, проявляются новые свойства, обеспечивающие достижение положительного эффекта. This allows us to recognize the proposed solution in accordance with the criterion of "significant differences", since new properties appear in the object to which the solution belongs, which ensure a positive effect.

На фиг.1 показана конструкция уголковой насадки; на фиг.2 схема движения потоков газовой и жидкой фаз; на фиг.3 узел А на фиг.1. Figure 1 shows the design of the corner nozzle; figure 2 diagram of the movement of flows of gas and liquid phases; in Fig.3 node A in Fig.1.

Уголковая насадка составлена из горизонтальных рядов равнобоких уголков 1, расположенных углами вверх, с зазорами между собой. В зазоры помещаются уголки нижеперечисленного ряда, полки которых образуют с кромками верхних уголков щели 2. The corner nozzle is made up of horizontal rows of isosceles corners 1 located upwards with gaps between them. In the gaps are placed the corners of the following row, the shelves of which form with the edges of the upper corners of the slit 2.

Насадка работает следующим образом. The nozzle works as follows.

При организованном противотоке жидкой и газовой фаз жидкость, стекая по наклонной полке уголка, поступает к щели между кромкой и полкой нижерасположенного уголка и с повышенной скоростью истекает в объем под углом, эффективно контактируя, распадаясь на струи и диспергируясь при этом под действием противоточного потока газа в области 1. In the case of organized countercurrent of the liquid and gas phases, the liquid, flowing down the inclined flange of the corner, enters the gap between the edge and the flange of the lower corner and flows out at an angle with increased speed, effectively contacting, disintegrating into jets and dispersing under the action of the countercurrent gas flow into area 1.

Расположение щели в области вершины уголка создает условия для пленочного течения жидкости по наклонной полке. The location of the slit in the region of the top of the corner creates the conditions for the film flow of fluid along an inclined shelf.

Восходящий газовый поток контактирует со стекающей по полкам жидкостью в области II и, имея вертикальную составляющую, вызывает турбулизацию газо-жидкостного слоя в области III. Затем в вышерасположенной ячейке процесс повторяется. The upward gas stream contacts the liquid flowing down the shelves in region II and, having a vertical component, causes turbulization of the gas-liquid layer in region III. Then, in the cell above, the process repeats.

Для стабилизации числа мест струйно-противоточного течения фаз через щель, обеспечивающей равномерность массообмена, кромки уголков могут быть выполнены зубчатыми. To stabilize the number of places of the jet-countercurrent flow of phases through the slit, which ensures uniform mass transfer, the edges of the corners can be made serrated.

В связи с возможностью изменять ширину полок уголков, размер щели и ее положение относительно вершин уголков конструкция позволяет регулировать объем областей турбулизации, время пребывания фаз в аппарате, размер струй жидкой фазы. Due to the ability to change the width of the shelves of the corners, the size of the slit and its position relative to the vertices of the corners, the design allows you to adjust the volume of the areas of turbulization, the residence time of the phases in the apparatus, the size of the jets of the liquid phase.

Проведенные предварительные исследования показали, что использование предлагаемой насадки позволит улучшить массообменные характеристики аппаратов на 5-12% в зависимости от их размеров и свойств системы. Preliminary studies have shown that the use of the proposed nozzle will improve the mass transfer characteristics of the apparatus by 5-12%, depending on their size and system properties.

Claims

1. Nozzle for mass transfer apparatus, comprising rows of alternating staggered elements opposite in opposite directions, arranged in checkerboard height, characterized in that it is composed of equal-sided corners, with the edges of the shelves of adjacent corners in a row perpendicular to the shelves of the corners of the downstream row form slots with them.

2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the ends of the edges of the corners are toothed.