RU2118201C1

RU2118201C1 - Crosslinked checker

Info

Publication number: RU2118201C1
Application number: RU97107718/25A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Лебедев
Original assignee: Юрий Николаевич Лебедев
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-08-27

Abstract

FIELD: heat and mass-transfer apparatus for rectification, absorption, extraction; petroleum refining, petrochemical and other industries. SUBSTANCE: crosslinked checker includes stacks of corrugated punched drawn sheets; stacks are positioned vertically; each stack is provided with distributing device in form of edge corrugations of sheets; their surfaces carry remote projections-intensifiers. Edge corrugations are continuous over entire length of sheet edges and are inclined relative to longitudinal axis of stack at angle of 25 to 45 deg. Remote projections-intensifiers are also continuous in form of drawn sheets with semi-closed surfaces. Semi-closed surfaces of remote projections-intensifiers may be also formed by second-degree surfaces, for example, by spherical or elliptical surfaces or by surfaces in form of truncated pyramids. It is good practice to have height of corrugations equal to 0.08-0.2 of width of base of these corrugations and projections- intensifiers arranged in staggered order. Crosslinked checker provides for more smooth distribution of liquid over section and for more effective disproportion of contact phases over entire volume of stack. EFFECT: enhanced efficiency of mass transfer and increased capacity of apparatus. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для проведения процессов тепломассообмена в процессах ректификации, абсорбции, экстракции в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to apparatus for carrying out heat and mass transfer processes in the processes of rectification, absorption, extraction in the oil refining, petrochemical and other industries.

Известна структурированная насадка выполненная из просечно-вытяжных гофрированных металлических листов, собранных в пакеты, с вертикально расположенными листами и снабженными окнами на поверхности гофр и козырьками направленными вниз, см. патент ГДР N 0154153, B 01 D 3/22, 03.03.82. Known structured nozzle made of expanded metal corrugated sheets assembled in bags, with vertically arranged sheets and provided with windows on the surface of the corrugations and visors directed downward, see patent GDR N 0154153, B 01 D 3/22, 03.03.82.

Недостатком этой насадки является сравнительно низкая эффективность массопередачи, обусловленная неравномерностью распределения жидкости по сечению пакетов. The disadvantage of this nozzle is the relatively low mass transfer efficiency due to the uneven distribution of the liquid over the cross section of the packets.

За прототип изобретения принята структурированная насадка, состоящая из вертикальных гофрированных листов просечно-вытяжного металла, наклонные поверхности гофр снабжены дистанционными выступами-интенсификаторами в виде незамкнутых поверхностей, при этом выступы выполнены с обращенными вниз окнами, а на верхних краях просечно-вытяжных листов выполнены выступы, окна которых обращены вверх (патент ГДР N 284342, B 01 D 3/14, 14.11.90). The prototype of the invention is a structured nozzle consisting of vertical corrugated sheets of expanded metal, the inclined surfaces of the corrugations are provided with remote protrusions-intensifiers in the form of open surfaces, while the protrusions are made with downward facing windows, and protrusions are made on the upper edges of the expanded metal sheets, the windows are facing up (patent GDR N 284342, B 01 D 3/14, 11/14/90).

Недостатком прототипа является неравномерное распределение жидкости по сечению пакетов насадки, обусловленное тем, что выполнение распределительного устройства в виде отдельных расположенных на краях листов на расстоянии друг от друга гофр, которые параллельны продольной оси пакета, приводит к струйному характеру течения жидкости. Кроме того, окна на дистанционных выступах-интенсификаторах способствуют разрыву пленки жидкости, стекающей по поверхности листов. Это существенно сужает диапазон эффективной работы. The disadvantage of the prototype is the uneven distribution of fluid over the cross section of the nozzle packets, due to the fact that the design of the switchgear in the form of separate corrugations located at the edges of the sheets, which are parallel to the longitudinal axis of the packet, leads to the jet character of the fluid flow. In addition, the windows on the remote protrusions-intensifiers contribute to the rupture of the film of liquid flowing down on the surface of the sheets. This significantly narrows the range of effective work.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности массопередачи за счет улучшения распределения жидкости по сечению насадки и расширения диапазона эффективной работы. The technical problem solved by the invention is to increase the mass transfer efficiency by improving the distribution of fluid over the nozzle cross section and expanding the range of effective work.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в структурированной насадке, включающей пакеты из гофрированных металлических просечно-вытяжных листов с вертикальным рабочим положением пакетов, каждый из которых снабжен распределительным устройством в виде краевых гофр листов, на поверхности которых выполнены дистанционные выступы-интенсификаторы, согласно изобретению, краевые гофры выполнены непрерывными по всей длине краев листов и наклонены к продольной оси пакета под углом 25-45^o, а дистанционные выступы-интенсификаторы выполнены неразрывными, в виде вытяжек металла листов, образованных полузамкнутыми поверхностями. Кроме того, полузамкнутые поверхности дистанционных выступов-интенсифнкаторов могут быть образованы поверхностями второго порядка, например, сферическими или эллиптическими, или образованны поверхностями в виде усеченных пирамид. Целесообразно, чтобы высота гофр просечно-вытяжных листов в пакете насадки составляла 0,08 - 0,2 ширины основания этих же гофр, а выступы-интенсификаторы были расположенны рядами в шахматном порядке.The solution to this problem is provided due to the fact that in a structured nozzle, which includes packages of corrugated metal expanded metal sheets with a vertical working position of packages, each of which is equipped with a switchgear in the form of edge corrugations of sheets, on the surface of which remote protrusions-intensifiers are made, according to of the invention, the edge corrugations are made continuous along the entire length of the edges of the sheets and are inclined to the longitudinal axis of the package at an angle of 25-45 ^o , and the remote protrusions-intensification tori are made inextricable, in the form of hoods of metal sheets formed by semi-closed surfaces. In addition, the semi-closed surfaces of the remote protrusions-intensifiers can be formed by second-order surfaces, for example, spherical or elliptical, or formed by surfaces in the form of truncated pyramids. It is advisable that the height of the corrugations of expanded metal sheets in the nozzle package is 0.08 - 0.2 of the width of the base of the same corrugations, and the protrusions-intensifiers should be staggered in rows.

На фиг. 1 - изображен продольный разрез пакета структурированной насадки. In FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a structured pack package.

На фиг. 2 - вид спереди. In FIG. 2 is a front view.

На фиг. 3 - вид сверху. In FIG. 3 is a plan view.

На фиг. 4 - вариант выполнения. In FIG. 4 is an embodiment.

Структурированная насадка содержит собранные в пакеты 1 гофрированные просечно-вытяжные металлические листы 2. Рабочее положение пакетов - вертикальное, соответственно, верхние края листов 2 выполнены с краевыми гофрами 3, выполненными непрерывно по всей длине краев листов 2 и наклоненными к продольной оси симметрии пакета под углом 25-45^o. Кроме того, на поверхности листов 2 выполнены дистанционные выступы-интенсификаторы 4, которые образованы путем вытяжек металла листа с образованием на его поверхности множества неразрывных полузамкнутых поверхностей. Эти поверхности могут быть образованы поверхностями второго порядка, например, сферическими или эллиптическими, см. фиг. 1-3, или образованны поверхностями в виде усеченных пирамид, см. фиг.4.The structured nozzle contains corrugated expanded metal sheets 2. The working position of the packages is vertical, respectively, the upper edges of the sheets 2 are made with edge corrugations 3, made continuously along the entire length of the edges of the sheets 2 and inclined to the longitudinal axis of symmetry of the package at an angle 25-45 ^o . In addition, on the surface of the sheets 2 are made remote protrusions-intensifiers 4, which are formed by extracts of the sheet metal with the formation on its surface of many inextricable semi-closed surfaces. These surfaces can be formed by second-order surfaces, for example spherical or elliptical, see FIG. 1-3, or formed by surfaces in the form of truncated pyramids, see figure 4.

Целесообразно, чтобы высота h гофр 5 просечно-вытяжных листов 2 в пакете насадки составляла 0,08 - 0,21t - ширины основания этих же гофр, а выступы-интенсификаторы были расположены на поверхности листа 2 в шахматном порядке. It is advisable that the height h of the corrugations 5 of the expanded sheets 2 in the nozzle package is 0.08 - 0.21t - the width of the base of the same corrugations, and the protrusions-intensifiers were staggered on the surface of the sheet 2.

Структурированная насадка работает следующим образом. Пар (газ) поступает в пакет снизу, проходит в зазоры между вертикальными гофрированными листами многократно меняя направление в соответствии с направлением гофр; жидкость подается на верхнее сечение пакета, при этом, благодаря выполнению верхних краев листов насадки гофрированными с косыми гофрами, жидкость равномерно распределяется по всему сечению пакета и в виде пленки, капель и мелких струй движется по поверхности просечно-вытяжных листов насадки вниз. Structured nozzle works as follows. Steam (gas) enters the package from below, passes into the gaps between the vertical corrugated sheets, repeatedly changing direction in accordance with the direction of the corrugations; the liquid is supplied to the upper section of the package, and due to the execution of the upper edges of the nozzle sheets corrugated with oblique corrugations, the liquid is evenly distributed over the entire section of the package and in the form of a film, drops and small jets moves down the surface of the expanded metal sheets of the nozzle.

Благодаря неразрывной поверхности дистанционных выступов ннтенсификаторов 4 и их шахматному расположению, обеспечивается гарантированный зазор между листами в пакете и эффективное перераспределение паровой и жидкой фаз в пакете. Это достигается также за счет того, что при штамповке выступов на их поверхности происходит значительная деформация металла, что существенно увеличивает свободное сечение выступов, при этом пар или жидкость, встречая на своем пути такой выступ, например в виде полусферы, или полуэлипсоида или в виде усеченного конуса, свободно проходят через выступ. Таким образом, контакт между паром (газом) и жидкостью происходит как на поверхности просечно-вытяжных листов, так и в объеме (в пространстве между листами), что существенно повышает эффективность разделения. Due to the inextricable surface of the remote protrusions of the intensifiers 4 and their checkerboard arrangement, a guaranteed gap between the sheets in the bag and the effective redistribution of the vapor and liquid phases in the bag are ensured. This is also achieved due to the fact that when stamping the protrusions on their surface, a significant deformation of the metal occurs, which significantly increases the free cross section of the protrusions, while the vapor or liquid encountering such a protrusion, for example, in the form of a hemisphere, or semi-ellipsoid or in the form of a truncated cone, freely pass through the protrusion. Thus, contact between vapor (gas) and liquid occurs both on the surface of expanded metal sheets and in the volume (in the space between the sheets), which significantly increases the separation efficiency.

Выполнение на верхних краях гофрированных просечно-вытяжных листов непрерывной краевой косой гофрировки обеспечивает равномерное распределение жидкости и обеспечивает необходимую жесткость пакетов. Жесткость пакетов (а следовательно и сохранение расчетных параметров при монтаже и работе насадки) повышена также за счет формы дистанционных выступов-интенсификаторов 4 и отсутствия в них ослабляющих разрывов. Выполнение выступов 4, в виде усеченной пирамиды позволяет развить массообменную поверхность и увеличить свободный объем насадки. Performing on the upper edges of the corrugated expanded metal sheets of a continuous edge oblique corrugation ensures uniform distribution of fluid and provides the necessary rigidity of the packages. The rigidity of the packages (and therefore the preservation of the calculated parameters during installation and operation of the nozzle) is also increased due to the shape of the remote projections-intensifiers 4 and the absence of weakening gaps in them. The implementation of the protrusions 4, in the form of a truncated pyramid allows you to develop a mass transfer surface and increase the free volume of the nozzle.

Соотношение высоты гофр h и шага между гофрами t в пределах 0,08 - 0,2 обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления насадки и увеличение ее пропускной способности. The ratio of the height of the corrugations h and the step between the corrugations t in the range of 0.08 - 0.2 provides a decrease in the hydraulic resistance of the nozzle and an increase in its throughput.

Таким образом, равномерное распределение жидкой фазы по сечению и перераспределения контактирующих фаз во всем объеме слоя насадки, обеспечивает высокую эффективность массопередачи, расширение диапазона эффективной работы и производительность массообменных аппаратов. Thus, the uniform distribution of the liquid phase over the cross section and the redistribution of the contacting phases in the entire volume of the nozzle layer ensures high mass transfer efficiency, widening the range of effective operation and the performance of mass transfer apparatuses.

Claims

\ \ \ 1 1. A structured nozzle, including packages of corrugated metal expanded metal sheets with a vertical working position of packages, each of which is equipped with a switchgear in the form of edge corrugations of sheets, on the surface of which are made remote protrusions-intensifiers, characterized in that the edge corrugations are made continuous along the entire length of the edges of the sheets and are inclined to the longitudinal axis of the package at an angle of 25 - 45 <198>, and the remote protrusions-intensifiers are made inextricably, in the form of metal hoods ists formed by semi-enclosed surfaces. \\\ 2 2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the semi-closed surfaces of the remote protrusions-intensifiers are formed by second-order surfaces, for example spherical or elliptical. \\\ 2 3. The nozzle according to claims 1 and 2, characterized in that the protrusions-intensifiers are formed by surfaces in the form of truncated pyramids. \\\ 2 4. The nozzle according to claim 1, characterized in that the height of the corrugations of the expanded metal sheets of the nozzle package is 0.08 - 0.2 of the base width of the same corrugations. \\\ 2 5. The nozzle according to claims 1 to 3, characterized in that the protrusions-intensifiers are arranged in rows in a checkerboard pattern.