RU2438773C2 - Film-type contact device and heat exchanger packing - Google Patents
Film-type contact device and heat exchanger packing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438773C2 RU2438773C2 RU2009123681/05A RU2009123681A RU2438773C2 RU 2438773 C2 RU2438773 C2 RU 2438773C2 RU 2009123681/05 A RU2009123681/05 A RU 2009123681/05A RU 2009123681 A RU2009123681 A RU 2009123681A RU 2438773 C2 RU2438773 C2 RU 2438773C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- partitions
- parallel
- turbulators
- walls
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям контактных устройств для реализации процессов тепло- и массообмена, а именно к регулярным насадкам, и может использоваться для осуществления таких процессов, как экстракция, абсорбция и ректификация, в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.The invention relates to the construction of contact devices for the implementation of heat and mass transfer processes, namely regular nozzles, and can be used to carry out processes such as extraction, absorption and rectification in the oil refining, petrochemical and chemical industries.
Известно контактное устройство пленочного типа [1], включающее плоскопараллельные прямоугольные элементы, образованные расположенными вертикально и параллельно друг относительно друга пленконесущими перегородками в виде сеток и горизонтально расположенными между ними турбулизирующими элементами в виде стержней. Внутри каждого плоскопараллельного прямоугольного элемента происходит упорядоченное движение фаз в противотоке, в плоскости, перпендикулярной плоскостям пленконесущих перегородок. В параллельной плоскости возможно произвольное перераспределение фаз.A contact device of the film type [1] is known, including plane-parallel rectangular elements formed vertically and parallel to each other by film-bearing partitions in the form of grids and horizontally located between them turbulent elements in the form of rods. Inside each plane-parallel rectangular element, an ordered phase movement occurs in countercurrent, in a plane perpendicular to the planes of the film-bearing partitions. In a parallel plane, an arbitrary redistribution of phases is possible.
Известна набивка для противоточной колонны высокого давления и колонна высокого давления [2], в которой набивочные элементы в основном имеют квадратную форму, составлены из пластов, образованных рифлеными или сложенными зигзагообразно пластинами. В набивочных элементах нет турбулизаторов, но пластины составлены так, что образуют щелевидные или каналообразные пустоты. Внутри пустот происходит упорядоченное движение фаз в противотоке. Пласты ориентированы таким образом, что щелевидные или каналообразные пустоты между пластинами сбоку ограничены расположенными поперек зигзагообразными каналообразными пустотами соседних набивочных элементов. Благодаря этому потоки фаз из набивочного элемента попадают в каналообразные пустоты только крайних пластин соседних набивочных элементов, что обеспечивает более равномерное распределение фаз в поперечном сечении колонны, чем в колонне с устройствами [1].Known packing for countercurrent high pressure columns and high pressure columns [2], in which the packing elements are mainly square in shape, are composed of layers formed by corrugated or folded zigzag plates. There are no turbulators in the stuffing elements, but the plates are composed so that they form slit-like or channel-shaped voids. Inside the voids there is an ordered movement of phases in countercurrent. The layers are oriented in such a way that slit-like or channel-shaped voids between the plates are laterally bounded by transverse zigzag channel-shaped voids of adjacent packing elements. Due to this, the phase flows from the packing element get into the channel-shaped voids of only the extreme plates of the neighboring packing elements, which provides a more uniform phase distribution in the cross section of the column than in the column with devices [1].
Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности тепломассообменных процессов за счет улучшения распределения жидкости по сечению насадки и увеличения площади поверхности контакта фаз, расширение диапазона эффективной работы, снижение поперечного перемешивания и создание возможности распределения потоков по сечению колонны между блоками контактных устройств.The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency of heat and mass transfer processes by improving the distribution of liquid over the nozzle cross section and increasing the contact surface area of the phases, expanding the effective working range, reducing transverse mixing and creating the possibility of distributing flows across the cross section of the column between the blocks of contact devices.
Ниже изобретение поясняется на чертежах. На них показано:Below the invention is illustrated in the drawings. They show:
на фиг.1 - принципиальное строение насадки по изобретению;figure 1 - the basic structure of the nozzle according to the invention;
на фиг.2 - вид блока контактного устройства сбоку в разрезе;figure 2 is a sectional view of the block of the contact device;
на фиг.3, 5-6 - разрез А-А фиг.2;figure 3, 5-6 is a section aa of figure 2;
на фиг.4 - вид сверху фиг.2;figure 4 is a top view of figure 2;
на фиг.7-8 - общий вид структурированого элемента;7-8 is a General view of a structured element;
на фиг.9-17 - схемы вариантов расположения турбулизирующих элементов.Fig.9-17 is a diagram of an arrangement of turbulent elements.
На фиг.1 представлены два варианта тарелки регулярной насадки из двух слоев, размещенные в корпусе колонны 1.Figure 1 shows two versions of the plate regular nozzles of two layers, placed in the casing of the
Каждый слой насадки 2 составлен из контактных устройств 3, имеющих форму прямоугольного прямого параллелепипеда, боковые грани которого ориентировочно параллельны вертикальной оси 4 корпуса колонны.Each layer of the
Каждый слой насадки 5 составлен из контактных устройств 6, имеющих форму параллелепипеда, две боковые грани которого ориентировочно параллельны вертикальной оси 4 корпуса колонны, а две другие боковые грани расположены под углом к вертикальной оси 4 корпуса колонны.Each layer of the
На фиг.2 представлен вариант контактного устройства пленочного типа, включающего объемные ориентировочно плоскопараллельные элементы 7, образованные расположенными приблизительно вертикально и параллельно друг относительно друга перегородками 8 и турбулизирующими элементами 9, установленными между перегородками.Figure 2 presents a variant of the contact device of the film type, including volumetric, approximately plane-
Перегородки 8 (далее сетки) изготавливаются из плетеной сетки, просечно-вытяжного, перфорированного, перфорировано-гофрированного листа и других материалов. Турбулизирующие элементы 9 (далее турбулизаторы) преимущественно прямоугольного сечения, изготавливаются из сплошного, а также просечно-вытяжного, перфорированного, перфорировано-гофрированного листа, сетки и других материалов.Partitions 8 (hereinafter referred to as mesh) are made of woven mesh, expanded metal, perforated, perforated corrugated sheet and other materials. Turbulent elements 9 (hereinafter turbulizers) of predominantly rectangular cross-section, are made of solid as well as expanded metal, perforated, perforated-corrugated sheet, mesh and other materials.
Тяжелая фаза (жидкость) стекает по сеткам 8 в виде пленки, легкая фаза (газ или жидкость), направление движения которой обозначено стрелками, движется внутри каждого элемента 7 в противотоке, делится турбулизаторами 9 на два потока, каждый из которых проходит через ячейки в сетках 8 и в локальном перекрестном токе взаимодействует с тяжелой фазой. Затем потоки попадают в вышерасположенный элемент 7, смешиваются и процесс продолжается.The heavy phase (liquid) flows along the
На фиг.3 представлен разрез контактного устройства, выполненный параллельно поверхности сеток 8. Турбулизатор 9 имеет турбулизирующую полку 10 и две боковые полки 11, ориентировочно параллельные друг другу. Полки 11 параллельны боковым стенкам 12 сеток 8. Длина полок 11 турбулизаторов 9 равна расстоянию между турбулизирующими полками соседних турбулизаторов 9. В контактном устройстве происходит упорядоченное движение фаз, в плоскости, перпендикулярной плоскостям пленконесущих элементов. Движение фаз в плоскости, параллельной поверхности сеток 8, полностью ограничено полками 11. В насадке 2 (фиг.1) в каждом слое контактные устройства 3 повернуты относительно друг друга и вертикальной оси 4 на 90° и полки 11 делят все поперечное сечение колонны на изолированные каналы. Движение фаз происходит по образованным каналам и, в отличие от насадок [1] и [2], перераспределение фаз в поперечном сечении колонны полностью исключено.Figure 3 presents a section of the contact device, made parallel to the surface of the
На фиг.4 представлен вид контактного устройства сверху. Сетка 8 имеет фронтальную пленконесущую поверхность 13 и две стенки 12, которые расположены поперек плоскопараллельных элементов 7 (фиг.2). Боковые стенки 12 имеют ширину большую, чем ширина турбулизаторов 9. В сетку 8 вставлена сетка 14, между сетками установлены турбулизаторы 9. Турбулизаторы 9 удерживаются от перемещения поверхностями 13 и 15 соседних сеток. Турбулизаторы 9 в данном случае играют, дополнительно, роль дистанционных упоров, которые обеспечивают установку сеток на заданном расстоянии. При установке сетки 14 стенки 16 сетки 15 раздвигают стенки 12 сетки 8, возникающие при этом силы упругости и трения между стенками удерживают все элементы от взаимного перемещения. Следующие сетки и турбулизаторы установлены аналогично. Последним установлен плоский пленконесущий элемент 17, а части стенок 18 последней сетки 19, выступающие над поверхностью 20 элемента 17, загибаются до соприкосновения с поверхностью 20. Все элементы могут быть зафиксированы между собой не менее чем двумя стяжками 21, которые охватывают и прижимают друг к другу все элементы, фиксируют силы упругости и трения между ними, обеспечивая высокую объемную прочность контактного устройства.Figure 4 presents a top view of the contact device. The
На фиг.5 и фиг.6 представлены разрезы контактных устройств, в котором турбулизаторы имеют промежуточные полки 22, ориентировочно параллельные своим боковым полкам 11. На фиг.5 представлен разрез контактного устройства, в котором промежуточные полки 22 соседних турбулизаторов 9 расположены в одну линию и делят плоскопараллельные элементы 7 на несколько частей. Количество изолированных каналов увеличивается, и достигается более равномерное распределение фаз в сечении колонны.5 and 6 show sections of contact devices, in which the turbulators have
На фиг.6 представлен разрез контактного устройства, в котором промежуточные полки 22 соседних турбулизаторов 9 расположены со смещением друг относительно друга, делят плоскопараллельные элементы 7 на несколько частей и дополнительно изменяют траектории движения потоков фаз, что повышает эффективность тепломассообменных процессов.Figure 6 shows a section of a contact device in which the
Промежуточная полка 22 может быть образована гибкой турбулизатора (фиг.5) или приварена к турбулизатору (фиг.6).The
Сетка 8 и турбулизаторы 9 предварительно могут быть соединены в структурированный элемент.The
На фиг.7 представлен общий вид структурированного элемента 23, в котором турбулизаторы 9 крепятся к сетке 8 сваркой.7 shows a General view of the
На фиг.8 - при помощи неподвижных замковых соединений, образованных путем загибания части боковых стенок 12, выступающих над боковыми полками 11 турбулизаторов 9.On Fig - using fixed lock joints formed by bending part of the
На фиг.9-17 изображены различные компоновочные схемы контактных устройств.Figure 9-17 shows various layout diagrams of contact devices.
В контактных устройствах, изготовленных по схемам, приведенным на фиг.9, 10, 11, часть легкой фазы направляется на стенки 12 сеток, проходит через ячейки, в перекрестном токе взаимодействует с тяжелой фазой, стекающей по стенкам 12 в виде пленки, и попадает в крайние элементы 7 (фиг.2) расположенных рядом контактных устройств 3 (фиг.1). Площадь поверхности контакта и направление потоков фаз задается и регулируется изменением формы турбулизаторов 9.In contact devices made according to the schemes shown in Figs. 9, 10, 11, part of the light phase is directed to the
На фиг.12 изображена схема контактного устройства с наклонными турбулизаторами 9. Длина полок 11 турбулизаторов равна расстоянию между турбулизирующими полками соседних турбулизаторов. Контактные устройства, изготовленные по этой схеме, имеют меньшее гидравлическое сопротивление, чем контактные устройства, изображенные на фиг.3, и как следствие большие скорости потоков фаз, что повышает эффективность тепломассообменных процессов.12 shows a diagram of a contact device with
На фиг.13 и 14 изображены схемы контактных устройств с наклонными турбулизаторами 9 различной формы. Контактные устройства, изготовленные по этим схемам, имеют меньшее гидравлическое сопротивление, а часть легкой фазы проходит через ячейки боковых стенок сеток. Сочетание свойств контактных устройств, изображенных на схемах фиг.9, 10, 12, также повышает эффективность тепломассообменных процессов.On Fig and 14 shows a diagram of contact devices with
На фиг.15 изображена схема контактного устройства, в котором стенки 12 сеток расположены под углом к основанию сетки. В контактных устройствах, изготовленных по этим схемам, эффективность тепломассообменных процессов повышается дополнительно за счет увеличения времени нахождения фаз в насадке, так как траектории движения фаз отклоняются от вертикали и удлиняются.On Fig shows a diagram of a contact device in which the
На фиг.16 и 17 изображены схемы контактных устройств с наклонными турбулизаторами (9 различной формы и наклонными боковыми стенками сеток. В контактных устройствах, изготовленных по этим схемам, эффективность тепломассообменных процессов повышается дополнительно за счет сочетания свойств контактных устройств, изображенных на схемах 9, 10, 15.Figures 16 and 17 show diagrams of contact devices with inclined turbulators (9 of various shapes and inclined side walls of grids. In contact devices made according to these schemes, the efficiency of heat and mass transfer processes is further enhanced by combining the properties of contact devices shown in
При иготовлении турбулизаторов из просечно-вытяжного, перфорированного, перфорировано-гофрированного листа или сетки площадь поверхности контакта увеличивается, что дополнительно повышает эффективность тепломассообменных процессов, а также создается дополнителная возможность по регулированию свободного сечения насадки.When making turbulators from expanded metal, perforated, perforated corrugated sheet or mesh, the contact surface area increases, which further increases the efficiency of heat and mass transfer processes, and also creates an additional opportunity to control the free section of the nozzle.
Если в устройстве [1] в плоскости, параллельной поверхности пленконесущих элементов, возможно произвольное перераспределение фаз, то в контактном устройстве 3 (фиг.1) изменение формы сеток 8 (фиг.2) и турбулизаторов 9 (фиг.2) позволяет организовывать различные направления движения потоков фаз, изменять их скорость, изменять площадь поверхности контакта фаз.If in the device [1] in the plane parallel to the surface of the film-bearing elements, an arbitrary redistribution of phases is possible, then in the contact device 3 (Fig. 1), the shape of the grids 8 (Fig. 2) and turbulators 9 (Fig. 2) can be changed to organize different directions the motion of the flow of phases, change their speed, change the surface area of the contact phase.
Применяемые в настоящем изобретении технические решения позволяют увеличивать площадь поверхности контакта в единице объема от 10% относительно образцов насадки из контактных устройств пленочного типа [1].The technical solutions used in the present invention allow increasing the contact surface area per unit volume from 10% relative to nozzle samples from film-type contact devices [1].
На фиг.1 изображены некоторые варианты составления насадок 2 и 5 из контактных устройств 3 и 6 в корпусе колонны 1.Figure 1 shows some options for compiling
Насадка 2 собрана из контактных устройств 3, составленных так, что объемные плоскопараллельные элементы соседних устройств расположены ориентировочно перпендикулярно и объемные плоскопараллельные элементы установленных друг на друга устройств расположены ориентировочно перпендикулярно.The
В насадке по настоящему изобретению возможно одновременное использование различных контактных устройств с использованием различных компоновочных схем в слоях насадки, что позволяет организовывать различные направления движения потоков фаз, изменять их скорость, изменять площадь поверхности контакта фаз, что существенно расширяет диапазон эффективной работы насадки и повышает эффективность тепломассообменных процессов.In the nozzle of the present invention, it is possible to simultaneously use different contact devices using different layout schemes in the layers of the nozzle, which allows you to organize different directions of the movement of phase flows, change their speed, change the surface area of the contact of the phases, which significantly extends the range of effective operation of the nozzle and increases the efficiency of heat and mass transfer processes.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ 1510850, В01D 3/28, 11/04, дата публикации 30.09.1989, Контактное устройство пленочного типа // Г.К.Зиганшин, Б.К.Марушкин, Н.В.Ракочий и др.1. RF patent 1510850,
2. Патент РФ 2136363, B01J 19/32, дата публикации 10.09.1999, Набивка для противоточной колонны высокого давления и колонна высокого давления // Бернхард Бруннер; Филипп Зюесс.2. RF patent 2136363,
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123681/05A RU2438773C2 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Film-type contact device and heat exchanger packing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123681/05A RU2438773C2 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Film-type contact device and heat exchanger packing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009123681A RU2009123681A (en) | 2010-12-27 |
RU2438773C2 true RU2438773C2 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=44055354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009123681/05A RU2438773C2 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Film-type contact device and heat exchanger packing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2438773C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526381C1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" | Stage tray for mass exchange gas-fluid processes |
RU2642559C2 (en) * | 2016-05-16 | 2018-01-25 | Благодаров Юрий Петрович | Method and unit for high-temperature gas mixture separation |
RU2751768C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-07-16 | Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" | Package of contact elements, contact device and cross-flow packed column with their use |
-
2009
- 2009-06-22 RU RU2009123681/05A patent/RU2438773C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526381C1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" | Stage tray for mass exchange gas-fluid processes |
RU2642559C2 (en) * | 2016-05-16 | 2018-01-25 | Благодаров Юрий Петрович | Method and unit for high-temperature gas mixture separation |
RU2751768C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-07-16 | Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" | Package of contact elements, contact device and cross-flow packed column with their use |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009123681A (en) | 2010-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102665892B (en) | Corrugated packing grid and structured packing assembled from several packing grids | |
JP2931666B2 (en) | Multi-layer rectangular packing | |
RU2535700C2 (en) | Method and device for separation of fluids | |
RU2438773C2 (en) | Film-type contact device and heat exchanger packing | |
RU2019101427A (en) | HEAT EXCHANGER CONTAINING A DEVICE FOR DISTRIBUTING A LIQUID-GAS MIXTURE | |
US20050189092A1 (en) | Turbulence generator | |
CN104110996A (en) | Mixed type fin for plate-fin heat exchanger | |
US4385012A (en) | Phase-contacting apparatus | |
JP5621104B2 (en) | Regular packing for gas-liquid contactor | |
JP2012050970A5 (en) | Regular packing for gas-liquid contactor | |
RU165690U1 (en) | JET FILM CONTACT DEVICE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES | |
RU169804U1 (en) | Batch nozzle for contacting a mixture of substances | |
UA22966U (en) | Structured cap for heat-mass exchange apparatuses | |
RU77406U1 (en) | REGULAR NOZZLE | |
RU2292947C1 (en) | Regular overflow head and the mass-exchange column with this head | |
RU2505354C1 (en) | Regular nozzle (versions) | |
RU171603U1 (en) | REGULAR NOZZLE FOR HEAT AND MASS TRANSFER APPARATUS | |
RU214657U1 (en) | Regular packing for heat and mass transfer processes | |
RU2456070C2 (en) | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses | |
RU87636U1 (en) | REGULAR NOZZLE FOR COLUMN APPARATUS | |
RU2751768C1 (en) | Package of contact elements, contact device and cross-flow packed column with their use | |
RU2491982C1 (en) | Direct-feed absorber | |
RU136552U1 (en) | CONTACT DEVICE WITH SWIRLED MOVEMENT OF FLOWS FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES | |
RU2452560C1 (en) | Regular packing for heat-and-mass exchange apparatuses | |
RU2602118C1 (en) | Regular adapter for heat and mass exchange processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140623 |