RU2300419C1 - Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses - Google Patents

Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses Download PDF

Info

Publication number
RU2300419C1
RU2300419C1 RU2005132756/15A RU2005132756A RU2300419C1 RU 2300419 C1 RU2300419 C1 RU 2300419C1 RU 2005132756/15 A RU2005132756/15 A RU 2005132756/15A RU 2005132756 A RU2005132756 A RU 2005132756A RU 2300419 C1 RU2300419 C1 RU 2300419C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
height
spacer
corrugated sheets
package
Prior art date
Application number
RU2005132756/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Борисовна Дмитриева (RU)
Галина Борисовна Дмитриева
Михаил Георгиевич Беренгартен (RU)
Михаил Георгиевич Беренгартен
Александр Сергеевич Пушнов (RU)
Александр Сергеевич Пушнов
Виктор Юлианович Поплавский (RU)
Виктор Юлианович Поплавский
Original Assignee
Московский государственный университет инженерной экологии
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 Московский государственный университет инженерной экологии filed Critical Московский государственный университет инженерной экологии
Priority to RU2005132756/15A priority Critical patent/RU2300419C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2300419C1 publication Critical patent/RU2300419C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; petroleum industry; natural gas industry; other industries; production of the nozzles used in the processes of the natural gas rectification, absorption, purification and dehydration.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to designs of the regular nozzles, which are used in the processes of the natural gas rectification, absorption, purification and dehydration and also as the mixers of the liquid and gaseous streams as the separators of the phases in the separation devices, as the contact elements in the condensers of mixing, as the sprinklers of the water cooling towers and may find usage practically in all production processes in petroleum, gaseous, chemical and other allied industries. The regular nozzle consists of the corrugated plates gathered in packages installed vertically and in parallel with the inclination of the flutes of the adjacent sheets to the horizon in the opposite sides, contacting by the protruding flutes to each other and forming among themselves the free channels of the complicated geometrical form. The nozzle is supplied with the spacers made in the form of the block of the horizontally laid in the rows in parallel to each another volumetric components. At that the symmetry axes of the components laying in the adjacent in height rows are mutually perpendicular. The ratio of the height of the package consisting of the corrugated sheets to the height of the spacer block lays within the limits of 2-5. The total height of the block of the spacers lays within the limits of 1.0-4.0 equivalent diameters of one component. The equivalent diameter of channels of the corrugated sheets package and the equivalent diameter of the component of the block of the spacer are in the ratio of 0.4-0.8. The components of the block of the spacer represent the solids of revolution, which are made in the form of the multiple-thread helicoids, at that the number of the threads makes 2-4. The components of the spacer block are laid in the rows with the clearance to each other, at that the interval, which separates the symmetry axes of the adjacent components makes 1.7-2.5 diameters of one component. The invention allows to raise intensity of the processes of the heat- and mass-exchange due to turbulization of the gas streams and redistribution of the liquid.
EFFECT: the invention ensures the increased intensity of the heat-exchange and mass-exchange processes due to turbulization of the gas streams and redistribution of the liquid.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, которые применяются в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа, а также в качестве смесителей жидких и газовых потоков, в качестве разделителей фаз в сепарационных устройствах, в качестве контактных элементов в конденсаторах смешения, в качестве оросителей градирен, и может найти применение практически во всех технологических процессах нефтяной, газовой, химической и других смежных отраслей промышленности.The invention relates to designs of regular nozzles that are used in the processes of rectification, absorption, purification and drying of natural gas, as well as liquid and gas flow mixers, as phase separators in separation devices, as contact elements in mixing condensers, as irrigators cooling towers, and can find application in almost all technological processes in the oil, gas, chemical and other related industries.

Известна регулярная насадка фирмы «Глитч» (патент ЕР 0130745 А2, МПК: F28F 25/08, В01D 53/18, F28С 1/02 от 21.06.84), которая выполнена из вертикально установленных гофрированных листов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом. Гофры соседних соприкасающихся друг с другом листов выполнены по диагонали в противоположных направлениях. Листы выполнены с отверстиями или просечками в виде арок, отогнутых треугольников, прямоугольников или четырехлистников, расположенными на сторонах гофр.Known regular nozzle company "Glitch" (patent EP 0130745 A2, IPC: F28F 25/08, B01D 53/18, F28C 1/02 from 06/21/84), which is made of vertically mounted corrugated sheets in contact with the protruding corrugations with each other. The corrugations of adjacent sheets in contact with each other are made diagonally in opposite directions. The sheets are made with holes or perforations in the form of arches, bent triangles, rectangles or four-leaves, located on the sides of the corrugations.

Известна регулярная насадка фирмы «Зульцер» (патент США №4643853, НКИ: 261-112 от 17.02.87), которая выполнена из вертикально установленных гофрированных листов, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом. Гофры на каждом из листов расположены по диагонали и выполнены с отверстиями или насечками вдоль или поперек гофр.Known regular nozzle company "Sulzer" (US patent No. 4643853, NKI: 261-112 from 02.17.87), which is made of vertically mounted corrugated sheets in contact with the protruding corrugations with each other. The corrugations on each sheet are located diagonally and are made with holes or notches along or across the corrugations.

Недостатком таких насадок является то, что они недостаточно эффективно обеспечивают равномерное распределение газовых и жидкостных потоков по поперечному сечению аппарата.The disadvantage of such nozzles is that they are not efficient enough to ensure uniform distribution of gas and liquid flows over the cross section of the apparatus.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является регулярная насадка, которую содержит тепломассообменный аппарат (авторское свидетельство SU №1681924 A1, В01J 19/30 от 07.10.1991), состоящая из контактных пакетов, собранных из гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с наклоном гофр соседних листов под углом к горизонту в противоположные стороны, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом и образующих между собой свободные каналы сложной геометрической формы. Контактные пакеты насадки расположены по высоте аппарата с промежутками, в которых размещены перераспределительные пакеты или проставки, выполненные аналогично контактным пакетам из гофрированных листов, но имеющие меньшую высоту и меньший шаг гофрирования листов.Closest to the proposed invention is a regular nozzle that contains a heat and mass transfer apparatus (copyright certificate SU No. 1681924 A1, B01J 19/30 of 10/07/1991), consisting of contact bags assembled from corrugated sheets installed vertically and parallel to the slope of the corrugations of adjacent sheets at an angle to the horizon in opposite directions, touching protruding corrugations with each other and forming free channels of complex geometric shapes. The contact packages of the nozzle are located along the height of the apparatus with gaps in which redistribution packages or spacers are placed, made similar to contact packages of corrugated sheets, but having a lower height and a smaller step of corrugating sheets.

К недостаткам этой конструкции относится отсутствие перемешивания и турбулизации газовых и жидкостных потоков внутри контактных и перераспределительных пакетов насадки и, как следствие, несущественное повышение эффективности тепло- и массообменных процессов.The disadvantages of this design include the lack of mixing and turbulization of gas and liquid flows inside the contact and redistribution packages of the nozzle and, as a result, an insignificant increase in the efficiency of heat and mass transfer processes.

Также недостатком известных конструкций насадок является то, что их наибольшая тепло- и/или массообменная эффективность проявляется при проведении определенных технологических процессов, что ограничивает область их применения.Another disadvantage of the known designs of nozzles is that their greatest heat and / or mass transfer efficiency is manifested during certain technological processes, which limits the scope of their application.

Задача изобретения:Object of the invention:

- повысить интенсивность процессов тепло- и массообмена за счет турбулизации газовых потоков, поступающих из закрытых каналов пакета из гофрированных листов, с помощью дополнительной их закрутки и перемешивания в блоке проставки;- to increase the intensity of the processes of heat and mass transfer due to the turbulization of gas flows coming from the closed channels of the package of corrugated sheets, with their additional twisting and mixing in the block spacers;

- создать дополнительную пленочно-капельную зону контакта фаз, что приведет к увеличению массообменной эффективности насадки и уменьшению капитальных затрат;- create an additional film-drop zone of phase contact, which will lead to an increase in the mass transfer efficiency of the nozzle and a decrease in capital costs;

- повысить интенсивность процессов тепло- и массообмена за счет перераспределения и поперечного перемешивания жидкости, поступающей из закрытых каналов пакета из гофрированных листов, с помощью ее дополнительного перемещения в горизонтальном направлении в блоке проставки.- to increase the intensity of the processes of heat and mass transfer due to the redistribution and transverse mixing of the liquid coming from the closed channels of the package of corrugated sheets, with the help of its additional horizontal movement in the spacer block.

Технический результат, который может быть получен при использовании данного изобретения, заключается в достижении турбулизации потоков газа на входе в пакет регулярной насадки из гофрированных листов, получении дополнительной пленочно-капельной области взаимодействия газовой и жидкой фаз, достижении перемешивания жидкостных потоков в поперечном сечении аппарата перед входом в нижерасположенный пакет регулярной насадки из гофрированных листов и как следствие в повышении тепло- и массообменной эффективности известных регулярных насадок массообменных аппаратов и оросительных устройств градирен, а также в расширении сферы применения насадки.The technical result that can be obtained by using the present invention is to achieve turbulization of gas flows at the inlet of a packet of regular packing from corrugated sheets, to obtain an additional film-droplet region of interaction of gas and liquid phases, to achieve mixing of the liquid flows in the cross section of the apparatus before entering into the underlying package of regular packing from corrugated sheets and, as a result, in increasing the heat and mass transfer efficiency of known regular Adok mass transfer devices and the cooling towers of irrigation devices, and in expanding the scope of the nozzle.

Указанный технический результат достигается тем, что в регулярной насадке для тепло- и массообменных аппаратов, состоящей из расположенных с промежутками по высоте аппарата контактных пакетов, собранных из гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с наклоном гофр соседних листов под углом к горизонту в противоположные стороны, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом и образующих между собой свободные каналы сложной геометрической формы, и размещенных в промежутках по высоте между контактными пакетами блоков проставок, согласно изобретению блоки проставок выполнены в виде горизонтально уложенных в ряды параллельно друг другу объемных элементов, причем оси симметрии элементов, лежащих в соседних по высоте рядах, взаимно перпендикулярны, а общая высота блока проставок находится в пределах 1,0÷4,0 эквивалентных диаметров одного элемента, при этом отношение высоты пакета из гофрированных листов к высоте блока проставки находится в пределах 2÷5.The specified technical result is achieved by the fact that in a regular nozzle for heat and mass transfer apparatus, consisting of contact packets arranged at intervals along the height of the apparatus, assembled from corrugated sheets installed vertically and parallel to the inclination of the corrugations of adjacent sheets at an angle to the horizontal in opposite directions, contacting the protruding corrugations with each other and forming interconnected free channels of complex geometric shape, and placed in the gaps in height between the contact packets spacer locks, according to the invention, spacer blocks are made in the form of volumetric elements horizontally stacked parallel to each other, and the axis of symmetry of the elements lying in rows adjacent in height are mutually perpendicular, and the overall height of the spacer block is in the range 1.0 ÷ 4.0 equivalent diameters of one element, while the ratio of the height of the package of corrugated sheets to the height of the spacer block is within 2 ÷ 5.

Эквивалентный диаметр каналов пакета из гофрированных листов и эквивалентный диаметр элемента блока проставки могут находиться в соотношении 0,4÷0,8.The equivalent diameter of the channels of the package of corrugated sheets and the equivalent diameter of the element block spacers can be in the ratio of 0.4 ÷ 0.8.

Элементы блока проставки могут быть телами вращения, которые выполнены в виде многозаходных геликоидов, причем число заходов может составлять 2÷4.The elements of the spacer block can be bodies of revolution, which are made in the form of multi-helix, and the number of entries can be 2 ÷ 4.

Элементы блока проставки, представляющие собой многозаходные геликоиды, должны быть уложены в ряды с зазором относительно друг друга, причем шаг, на расстоянии которого оси симметрии соседних элементов располагаются друг от друга, может составлять 1,7÷2,5 диаметра одного элемента.Elements of the spacer block, which are multi-start helicoids, must be arranged in rows with a gap relative to each other, and the step at a distance of which the symmetry axes of neighboring elements are located from each other can be 1.7 ÷ 2.5 of the diameter of one element.

На фиг.1 изображена регулярная насадка, снабженная блоком проставки из объемных элементов, представляющих собой четырехзаходные геликоиды; на фиг.2 изображен в плане блок проставки из четырехзаходных геликоидов (разрез А-А фиг.1).Figure 1 shows a regular nozzle equipped with a spacer block of volumetric elements, which are four-way helicoids; figure 2 shows in plan a block of spacers from four-starting helicoids (section AA of figure 1).

Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов состоит из контактных пакетов 1, собранных из гофрированных листов 2, установленных вертикально и параллельно с наклоном гофр 3 соседних листов под углом (α) к горизонту в противоположные стороны, соприкасающихся выступающими гофрами 3 друг с другом и образующих между собой свободные каналы 4 сложной геометрической формы, и размещенных в промежутках по высоте аппарата 8 между контактными пакетами 1 блоков проставок 5, которые выполнены в виде горизонтально уложенных в ряды параллельно друг другу объемных элементов 7, причем оси симметрии 9 элементов 7, лежащих в соседних по высоте рядах 6, взаимно перпендикулярны, а общая высота блока проставок 5 (h) находится в пределах 1,0÷4,0 эквивалентных диаметров одного элемента 7, при этом отношение высоты пакета 1 из гофрированных листов 2 (Н) к высоте блока проставки 5 (h) находится в пределах 2÷5.The regular nozzle for heat and mass transfer devices consists of contact packages 1 assembled from corrugated sheets 2 mounted vertically and parallel to the inclination of the corrugations 3 of the adjacent sheets at an angle (α) to the horizontal in opposite directions, touching the protruding corrugations 3 with each other and forming between each other free channels 4 of complex geometric shape, and placed in intervals between the height of the apparatus 8 between the contact packages 1 blocks of spacers 5, which are made in the form of horizontally stacked in rows in parallel volumetric elements 7 to each other, and the axis of symmetry 9 of the elements 7 lying in rows adjacent to each other in height 6 are mutually perpendicular, and the total height of the block of spacers 5 (h) is in the range 1.0 ÷ 4.0 equivalent diameters of one element 7, with this ratio of the height of the package 1 of the corrugated sheets 2 (N) to the height of the spacer block 5 (h) is within 2 ÷ 5.

Компоновка регулярной насадки в аппарате 8 выполнена так, что эквивалентный диаметр каналов 4 пакета 1 из гофрированных листов 2 и эквивалентный диаметр элемента 7 блока проставки 5 находятся в соотношении 0,4÷0,8.The layout of the regular nozzles in the apparatus 8 is made so that the equivalent diameter of the channels 4 of the package 1 of corrugated sheets 2 and the equivalent diameter of the element 7 of the spacer unit 5 are in the ratio of 0.4 ÷ 0.8.

Элементы 7 блока проставки 5 выполнены, например, в виде многозаходных геликоидов 10, заходы 11 которых в количестве 2÷4 образуют спиралевидные каналы 12, причем геликоиды уложены в ряды 6 с шагом (t), составляющим 1,7÷2,5 диаметра (D) одного геликоида 10.Elements 7 of the spacer block 5 are made, for example, in the form of multi-start helicoids 10, the approaches 11 of which in an amount of 2 ÷ 4 form spiral channels 12, and the helicoids are arranged in rows 6 with a step (t) of 1.7 ÷ 2.5 diameters ( D) one helicoid 10.

Регулярная насадка работает следующим образом. Жидкая фаза подается на верхний торец пакета 1, собранного из гофрированных листов 2 и стекает по их поверхности в виде тонкой пленки, контактируя с восходящими по свободным каналам 4 пакета 1, образованным взаиморасположением гофрированных листов 2, потоками газа, таким образом, массообмен между жидкостью и газом происходит в пленочном режиме. Расположение гофр 3 в листах 2 под углом к горизонту обеспечивает рациональное использование рабочего объема аппарата 8 вследствие увеличенного пути прохождения жидкости и ее эффективного перераспределения в местах соприкосновения гофр 3 соседних листов 2 пакета 1.A regular nozzle works as follows. The liquid phase is fed to the upper end of the package 1, assembled from corrugated sheets 2 and flows down on their surface in the form of a thin film, in contact with ascending through the free channels 4 of the package 1, formed by the relative position of the corrugated sheets 2, gas flows, thus, mass transfer between the liquid and gas occurs in film mode. The location of the corrugations 3 in the sheets 2 at an angle to the horizon provides a rational use of the working volume of the apparatus 8 due to the increased path of the liquid and its effective redistribution at the points of contact of the corrugations 3 of the adjacent sheets 2 of the package 1.

Пройдя пакет 1 из гофрированных листов 2, жидкость перетекает в блок проставки 5, выполненный, например, из уложенных в ряды 6 с зазором относительно друг друга многозаходных геликоидов 10. Жидкость растекается по поверхностям ребер 11 многозаходных геликоидов 10 верхнего ряда 6 блока проставки 5 в виде пленки, перемещаясь по сложной траектории, и подвергается взаимодействию с восходящими потоками газа. По мере накопления жидкости на поверхности ребер 11 геликоида 10 она срывается с них в виде капель и попадает на следующий нижележащий ряд 6 геликоидов 10, расположенных перпендикулярно геликоидам 10 верхнего ряда 6, и на третий ряд 6 геликоидов 10, размещенных аналогично геликоидам 10 верхнего ряда 6. В результате достигается перемешивание жидкости за счет переориентации ее движения, что способствует интенсификации тепло- и массообмена.After passing the package 1 from the corrugated sheets 2, the liquid flows into the spacer block 5, made, for example, from multiple-helix 10 arranged in rows 6 with a gap relative to each other. The liquid spreads over the surfaces of the ribs 11 of the multi-helix 10 of the upper row 6 of the spacer 5 in the form films moving along a complex trajectory, and is subjected to interaction with ascending gas flows. As the liquid accumulates on the surface of the ribs 11 of the helicoid 10, it breaks off from them in the form of drops and falls on the next underlying row 6 of helicoids 10 located perpendicular to the helicoids 10 of the upper row 6, and on the third row 6 of helicoids 10, placed similarly to the helicoids 10 of the upper row 6 As a result, mixing of the liquid is achieved due to the reorientation of its movement, which contributes to the intensification of heat and mass transfer.

Газовые потоки попадают в блок проставки 5 из свободных каналов 4 нижерасположенного пакета 1 из гофрированных листов 2, закручиваются, попадая в спиралевидные каналы 12, образованные ребрами 11 геликоидов 10, и перетекают на следующий вышележащий ряд 6 геликоидов 10. Таким образом обеспечивается поперечное перемешивание газа и его турбулизация, а взаимодействие газа и жидкости в блоке проставки 5 носит пленочно-капельный характер, что повышает эффективность тепло- и массообмена между ними. Пройдя блок проставки 5, газ распределяется по свободным каналам 4 вышерасположенного пакета 1 из гофрированных листов 2, а жидкость растекается по поверхности гофрированных листов 2 пакета 1, расположенного ниже блока проставки 5.The gas flows enter the spacer block 5 from the free channels 4 of the downstream package 1 from the corrugated sheets 2, are twisted, falling into the spiral channels 12 formed by the ribs 11 of the helicoids 10, and flow to the next overlying row 6 of the helicoids 10. Thus, the gas is transversely mixed and its turbulization, and the interaction of gas and liquid in the block spacers 5 is film-drop in nature, which increases the efficiency of heat and mass transfer between them. After passing the block of the spacer 5, the gas is distributed through the free channels 4 of the upstream package 1 of the corrugated sheets 2, and the liquid flows on the surface of the corrugated sheets 2 of the package 1, located below the block of the spacer 5.

Размещение проставок между пакетами из гофрированных листов позволяет:Placing spacers between packages of corrugated sheets allows you to:

- повысить интенсивность процессов тепло- и массообмена за счет турбулизации газовых потоков, поступающих из закрытых каналов расположенного ниже проставки пакета из гофрированных листов, с помощью дополнительной их закрутки и перемешивания в блоке проставки;- increase the intensity of the processes of heat and mass transfer due to the turbulence of gas flows coming from the closed channels located below the spacer of the package of corrugated sheets, with the help of their additional twisting and mixing in the block spacers;

- создать дополнительную пленочно-капельную зону контакта фаз, что ведет к увеличению массообменной эффективности насадки и уменьшению капитальных затрат;- create an additional film-drop zone of phase contact, which leads to an increase in the mass transfer efficiency of the nozzle and a decrease in capital costs;

- повысить интенсивность процессов тепло- и массообмена за счет перераспределения жидкости, поступающей из закрытых каналов расположенного выше проставки пакета из гофрированных листов, с помощью ее дополнительного перемещения по поверхности элементов блока проставки в горизонтальном направлении, что обеспечивает перемешивание жидкости и ее равномерное распределение по поперечному сечению аппарата.- to increase the intensity of the processes of heat and mass transfer due to the redistribution of the liquid coming from the closed channels located above the spacer package of corrugated sheets, with the help of its additional movement on the surface of the elements of the spacer block in the horizontal direction, which ensures mixing of the liquid and its uniform distribution over the cross section apparatus.

Компоновка пакетов и проставок как основных составляющих регулярной насадки таким образом, что отношение высоты пакета из гофрированных листов к высоте блока проставки находится в пределах 2÷5 обусловлено тем, что для выполнения проставкой функции турбулизатора и перераспределителя газовых и жидкостных потоков необходимо, чтобы ее высота была не менее 1/5 высоты пакета из гофрированных листов, с другой стороны, процессы тепло- и массообмена между фазами протекают в основном внутри пакета на поверхности гофрированных листов, поэтому высоту пакета из гофрированных листов целесообразно выполнять как минимум в 2 раза большей, чем высоту проставки.The arrangement of packages and spacers as the main components of a regular nozzle in such a way that the ratio of the height of the package of corrugated sheets to the height of the spacer block is within 2 ÷ 5 due to the fact that for the spacer to function as a turbulator and a redistributor of gas and liquid flows, it is necessary that its height be at least 1/5 of the height of the package of corrugated sheets, on the other hand, the processes of heat and mass transfer between phases occur mainly inside the package on the surface of corrugated sheets, therefore This package of corrugated sheets, it is advisable to perform at least 2 times greater than the height of the spacer.

Выполнение блока проставки таким образом, что общая высота блока из элементов находится в пределах 1,0÷4,0 эквивалентного диаметра одного элемента, т.е. блок проставки состоит из 1÷4 рядов элементов, причем оси симметрии элементов, лежащих в соседних по высоте рядах блока проставки, взаимно перпендикулярны, обусловлено тем, что для выполнения функции турбулизатора и перераспределителя газовых и жидкостных потоков достаточно одного ряда элементов, для повышения турбулизации можно увеличить количество рядов, располагая каждый последующий ряд с поворотом на 90° по отношению к предыдущему, однако с увеличением количества рядов растет гидравлическое сопротивление насадки по газу, поэтому полезный эффект от наличия проставки сохраняется при количестве рядов элементов не более 4.The implementation of the spacer block in such a way that the total height of the block of elements is within 1.0 ÷ 4.0 of the equivalent diameter of one element, i.e. the spacer block consists of 1 ÷ 4 rows of elements, and the axis of symmetry of the elements lying in adjacent rows of the spacer block are mutually perpendicular, due to the fact that to perform the functions of a turbulator and a redistributor of gas and liquid flows, one row of elements is sufficient to increase turbulization it is possible increase the number of rows, arranging each subsequent row with a rotation of 90 ° relative to the previous one, however, with an increase in the number of rows, the hydraulic resistance of the nozzle in gas increases, therefore, The beneficial effect of the presence of a spacer is maintained when the number of rows of elements is not more than 4.

Из соображений соответствия размера каналов в пакете, имеющих сложную геометрическую форму, с размерами каналов, образованных в блоке проставки взаиморасположением элементов, насадка должна выполняться таким образом, чтобы эквивалентный диаметр свободных каналов в пакете из гофрированных листов был не менее 0,2 эквивалентных диаметров элемента блока проставки, для того чтобы в блоке проставки придать нужное направление потокам газа, поступающим из свободных каналов пакета, и турбулизировать их. С другой стороны, эквивалентный диаметр свободных каналов в пакете из гофрированных листов должен быть не более 0,8 эквивалентных диаметров элемента блока проставки, поскольку в противном случае эквивалентный диаметр свободных каналов в проставке может оказаться меньше эквивалентного диаметра свободных каналов в пакете из гофрированных листов, тогда проставка перекроет поток газа и создаст гидрозатвор для жидкости, что приведет к захлебыванию аппарата.For reasons of matching the size of the channels in the bag having a complex geometric shape with the sizes of the channels formed in the spacer block with the relative positions of the elements, the nozzle should be made so that the equivalent diameter of the free channels in the bag of corrugated sheets is at least 0.2 equivalent diameters of the block element spacers, so that in the spacer block to give the necessary direction to the gas flows coming from the free channels of the package, and turbulize them. On the other hand, the equivalent diameter of the free channels in the package of corrugated sheets should be no more than 0.8 equivalent diameters of the element of the spacer unit, because otherwise the equivalent diameter of the free channels in the spacer can be less than the equivalent diameter of the free channels in the package of corrugated sheets, then the spacer will block the gas flow and create a water trap for the liquid, which will lead to flooding of the device.

Выполнение блока проставки из элементов, представляющих собой тела вращения, которые выполнены в виде многозаходных геликоидов, способствует закручиванию газовых потоков, поступающих из закрытых каналов расположенного ниже проставки пакета из гофрированных листов, по спиралям, созданным поверхностью ребер многозаходных геликоидов, и, тем самым, турбулизации газового потока. Минимальное число заходов многозаходного геликоида 2, а максимальное ограничено уменьшением площади свободных каналов для прохода газа в блоке проставки и составляет 4.The implementation of the block spacers of the elements, which are bodies of revolution, which are made in the form of multi-helix, contributes to the twisting of gas flows coming from the closed channels located below the spacer package of corrugated sheets, in spirals created by the surface of the ribs of multi-helix, and, thereby, turbulization gas flow. The minimum number of visits of the multi-start helicoid is 2, and the maximum is limited by a decrease in the area of free channels for gas passage in the spacer block and is 4.

Расположение элементов, представляющих собой многозаходные геликоиды, в ряду блока проставки с зазором относительно друг друга обусловлено необходимостью создания в блоке проставки свободных каналов для прохода газа. Размер шага, на расстоянии которого оси симметрии соседних элементов располагаются друг от друга, должен быть не более 2,5 диаметра одного элемента, чтобы потоки газа, поступающие из свободных каналов нижерасположенного пакета из гофрированных листов, в блоке проставки приняли спиралевидное направление, и не менее 1,5 диаметра одного элемента, чтобы площадь свободных каналов в блоке проставки была достаточной для интенсивного беспрепятственного прохождения газа и жидкости.The arrangement of elements representing multi-start helicoids in a row of a spacer block with a gap relative to each other is due to the need to create free channels in the spacer block for gas passage. The step size, at a distance of which the symmetry axes of the neighboring elements are located from each other, should be no more than 2.5 diameters of one element, so that the gas flows coming from the free channels of the downstream package of corrugated sheets in the spacer block take a spiral direction, and not less 1.5 diameters of one element so that the area of free channels in the spacer block is sufficient for intensive unhindered passage of gas and liquid.

Предлагаемая регулярная насадка позволяет повысить эффективность тепло- и массообмена на 15-30% в процессах абсорбции, ректификации, очистки, осушки газов, охлаждения жидкостей и т.п., проста в изготовлении и может быть получена при реконструкции известных регулярных насадок, собранных из гофрированных листов, согласно изобретению путем размещения по высоте между пакетами из гофрированных листов соответствующих проставок, позволяющих интенсифицировать процессы тепло- и массообмена за счет турбулизации газовых потоков и перераспределения потоков жидкости.The proposed regular nozzle allows to increase the efficiency of heat and mass transfer by 15-30% in the processes of absorption, rectification, purification, drying of gases, cooling liquids, etc., is simple to manufacture and can be obtained by reconstructing known regular nozzles assembled from corrugated sheets according to the invention by placing the corresponding spacers in height between the packages of corrugated sheets, allowing to intensify the processes of heat and mass transfer due to turbulence of gas flows and redistributed The fluid flows.

Claims (4)

1. Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, состоящая из расположенных с промежутками по высоте аппарата контактных пакетов, собранных из гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с наклоном гофр соседних листов под углом к горизонту в противоположные стороны, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом и образующих между собой свободные каналы сложной геометрической формы, и размещенных в промежутках по высоте между контактными пакетами блоков проставок, отличающаяся тем, что блоки проставок выполнены в виде горизонтально уложенных в ряды параллельно друг другу объемных элементов, причем оси симметрии элементов, лежащих в соседних по высоте рядах, взаимно перпендикулярны, а общая высота блока проставок находится в пределах 1,0-4,0 эквивалентных диаметров одного элемента, при этом отношение высоты пакета из гофрированных листов к высоте блока проставки находится в пределах 2-5.1. A regular nozzle for heat and mass transfer apparatus, consisting of contact packets arranged at intervals along the height of the apparatus, assembled from corrugated sheets mounted vertically and parallel to the slope of the corrugations of adjacent sheets at an angle to the horizontal in opposite directions, touching the protruding corrugations with each other and forming between themselves free channels of complex geometric shapes, and spaced apart between the contact packages of the blocks of spacers, characterized in that the blocks are spaced k are made in the form of volumetric elements horizontally stacked parallel to each other, and the axis of symmetry of the elements lying in the rows adjacent in height are mutually perpendicular, and the total height of the block of spacers is in the range of 1.0-4.0 equivalent diameters of one element, this ratio of the height of the package of corrugated sheets to the height of the block spacers is in the range of 2-5. 2. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что эквивалентный диаметр каналов пакета из гофрированных листов и эквивалентный диаметр элемента блока проставки находятся в соотношении 0,4-0,8.2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the equivalent diameter of the channels of the package of corrugated sheets and the equivalent diameter of the spacer block element are in a ratio of 0.4-0.8. 3. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что элементы блока проставки представляют собой тела вращения, которые выполнены в виде многозаходных геликоидов, причем число заходов составляет 2-4.3. The nozzle according to claim 1, characterized in that the elements of the spacer block are bodies of revolution, which are made in the form of multi-helix, and the number of visits is 2-4. 4. Насадка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что элементы блока проставки уложены в ряды с зазором относительно друг друга, причем шаг, на расстоянии которого оси симметрии соседних элементов располагаются друг от друга, составляет 1,7-2,5 диаметров одного элемента.4. The nozzle according to claim 1 or 3, characterized in that the elements of the spacer block are arranged in rows with a gap relative to each other, and the step, at a distance of which the axis of symmetry of the neighboring elements are located from each other, is 1.7-2.5 diameters one item.
RU2005132756/15A 2005-10-25 2005-10-25 Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses RU2300419C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132756/15A RU2300419C1 (en) 2005-10-25 2005-10-25 Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132756/15A RU2300419C1 (en) 2005-10-25 2005-10-25 Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2300419C1 true RU2300419C1 (en) 2007-06-10

Family

ID=38312455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005132756/15A RU2300419C1 (en) 2005-10-25 2005-10-25 Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2300419C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456070C2 (en) * 2010-09-29 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет инженерной экологии" Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456070C2 (en) * 2010-09-29 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет инженерной экологии" Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6317777B2 (en) Mass transfer device with structured packing
CN102665892B (en) Corrugated packing grid and structured packing assembled from several packing grids
EP0728035B1 (en) Structured packing elements
RU2535700C2 (en) Method and device for separation of fluids
JPH0471576B2 (en)
EP1085929A4 (en) Co-current contacting separation tray design and methods for using same
JP5621104B2 (en) Regular packing for gas-liquid contactor
US5188773A (en) Tower packing with small and large louvers and mixing method
JP2012050970A5 (en) Regular packing for gas-liquid contactor
US20190193047A1 (en) Structured packing with enhanced fluid-flow interface
RU2416461C1 (en) Package vortex nozzle for heat-and-mass exchange column apparatuses
US5185106A (en) Tower packing with small louvers and mixing method
RU2300419C1 (en) Regular nozzles for the heat-exchange and mass-exchange apparatuses
JPH0756436B2 (en) Tower packing with louvers
RU2384362C1 (en) Regular packing
RU2334542C1 (en) Horizontal separator
RU2456070C2 (en) Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses
JPH02245202A (en) Gas-liquid contact tray
RU2359749C2 (en) Regular packing for heat-mass-exchange apparatus
RU102308U1 (en) MASS EXCHANGE REGULAR NOZZLE
RU214657U1 (en) Regular packing for heat and mass transfer processes
RU2452560C1 (en) Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses
RU2338586C1 (en) Regular structured nozzle for heat and mass exchange devices
RU2602118C1 (en) Regular adapter for heat and mass exchange processes
RU53934U1 (en) REGULAR NOZZLE FOR HEAT AND MASS TRANSFER APPARATUS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111026