RU45650U1

RU45650U1 - NOZZLE ELEMENT FOR EXCHANGE MACHINES

Info

Publication number: RU45650U1
Application number: RU2004137362/22U
Authority: RU
Inventors: А.И. Владимиров; Т.В. Кремнева; В.А. Щелкунов; А.Г. Вихман
Original assignee: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина; Закрытое акционерное общество "ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ"
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2005-05-27

Abstract

Использование: полезная модель относится к конструкциям насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использована в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность: элемент насадки содержит цилиндрическое кольцо на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, вдоль одной из продольных сторон которых выполнены через одинаковый интервал поперечные надсечки с образованием системы пластинчатых элементов, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка и образующих пару гребенок с одним основанием, причем острые кромки оснований гребенок в каждой паре лепестков смежных параллельных рядов обращены друг к другу. Преимуществами предлагаемого устройства являются: большая площадь внутренней поверхности контакта взаимодействующих фаз и высокая, не зависящая от ориентации элементов насадки в слое. эффективность массобмена в широком диапазоне нагрузок по жидкости и газу за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания благодаря чему он может найти широкое применение в насадочных аппаратах, используемых в многотоннажных производствах.Usage: the utility model relates to the design of bulk nozzles for mass transfer apparatus and can be used in the refining, petrochemical, gas, chemical, food and other industries. SUBSTANCE: nozzle element contains a cylindrical ring on whose lateral surface rectangular grooves are made, arranged in rows staggered in height and bent along a transverse generatrix inwardly of a cylindrical ring in the form of petals, along one of the longitudinal sides of which transverse notches are made at the same interval to form a plate system elements bent in opposite directions along the height of the petal and forming a pair of combs with one base, with sharp edges of the bases combs in each pair of petals of adjacent parallel rows face each other. The advantages of the proposed device are: a large area of the inner contact surface of the interacting phases and a high one, independent of the orientation of the nozzle elements in the layer. mass transfer efficiency in a wide range of liquid and gas loads due to the intensification of turbulence of flows and an increase in the degree of their transverse mixing, due to which it can be widely used in nozzles used in large-tonnage productions.

Description

Полезная модель относится к конструкциям насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использована в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности.The utility model relates to the design of bulk nozzles for mass transfer apparatus and can be used in the refining, petrochemical, gas, chemical, food and other industries.

Известна насадка, состоящая из металлического цилиндрического кольца, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные параллельными рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые внутрь цилиндра в виде лепестков прямоугольной формы (см. А.И.Скобло и др., Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. - М.: Недра, 2000, с.261).A nozzle is known, consisting of a metal cylindrical ring, on the side surface of which rectangular cuts are made, arranged in parallel rows in height in a checkerboard pattern and bent into the cylinder in the form of rectangular petals (see A.I.Skoblo et al., Processes and apparatuses for oil and gas processing and petrochemicals. - M .: Nedra, 2000, p. 261).

Недостатком данной конструкции насадки является недостаточная поверхность контакта фаз из-за малой турбулизации потоков, вследствие чего снижается эффективность работы насадочных элементов, особенно при низких скоростях газа и массовых расходах жидкости и газа. Кроме того, такое конструктивное решение The disadvantage of this nozzle design is the insufficient phase contact surface due to the low turbulization of flows, which reduces the efficiency of the nozzle elements, especially at low gas velocities and mass flow rates of liquid and gas. In addition, such a constructive solution

насадки не способствует снижению неравномерности распределения взаимодействующих потоковnozzles does not help to reduce the uneven distribution of interacting flows

Из известных насадок наиболее близкой к предлагаемой является насадка, содержащая цилиндрическое кольцо, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, вдоль одной из продольных сторон которых выполнены через одинаковый интервал поперечные надсечки с образованием системы пластинчатых элементов, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка и образующих пару гребенок с одним основанием (см. Патент РФ, №2206391, В 01 J 19/30, 2002).Of the known nozzles, the closest to the proposed one is a nozzle containing a cylindrical ring, on the lateral surface of which rectangular cuts are made, arranged in rows staggered in rows and bent along the transverse generatrix inward of the cylindrical ring in the form of petals along one of the longitudinal sides of which are made through the same the interval is transverse notches with the formation of a system of plate elements bent in opposite directions along the height of the petal and forming a pair of combs with ne base (see. Russian patent, №2206391, B 01 J 19/30, 2002).

Однако конструктивное исполнение лепестков указанной насадки обусловливает зависимость величины площади контакта взаимодействующих фаз от ориентации элементов насадки в слое, что, в свою очередь, существенно снижает эффективность массообмена.However, the design of the petals of the specified nozzle determines the dependence of the contact area of the interacting phases on the orientation of the nozzle elements in the layer, which, in turn, significantly reduces the mass transfer efficiency.

В основу настоящей полезной модели положена задача создания элемента насадки для массообменных аппаратов, обеспечивающего независимо от ориентации элементов в слое насадки увеличение площади поверхности контакта взаимодействующих фаз и повышение эффективности массообмена за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания.The present utility model is based on the task of creating a nozzle element for mass transfer apparatuses, which ensures, regardless of the orientation of the elements in the nozzle layer, an increase in the contact surface area of interacting phases and an increase in mass transfer efficiency due to intensification of flow turbulization and an increase in the degree of their transverse mixing.

Указанный технический результат достигается тем, что в элементе насадки, содержащем цилиндрическое кольцо, на боковой поверхности которого выполнены прямоугольные просечки, расположенные рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутые по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков, вдоль одной из продольных сторон которых выполнены через The specified technical result is achieved by the fact that in the nozzle element containing a cylindrical ring, on the lateral surface of which there are rectangular notches arranged in rows in a checkerboard pattern and bent along the transverse generatrix inward of the cylindrical ring in the form of petals along one of the longitudinal sides of which are made through

одинаковый интервал поперечные надсечки с образованием системы пластинчатых элементов, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка и образующих пару гребенок с одним основанием, согласно полезной модели, острые кромки оснований гребенок в каждой паре лепестков смежных параллельных рядов обращены друг к другу.according to the utility model, the sharp edges of the base of the combs in each pair of petals of adjacent parallel rows are facing each other, with the same interval of transverse notches with the formation of a system of plate elements bent in opposite directions along the height of the petal and forming a pair of combs with one base.

В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретного варианта его выполнения и сопровождающими чертежами, на которых: на фиг.1 изображен общий вид элемента насадки; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - то же, развертка; на фиг.4 - развертка, вид спереди.In the future, the utility model is illustrated by a description of a specific embodiment and its accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a general view of the nozzle element; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is the same scan; figure 4 is a scan, front view.

Элемент насадки для массообменных аппаратов содержит (фиг.1, 2) цилиндрическое кольцо 1, боковая поверхность которого оснащена прямоугольными просечками 2, расположенными рядами по высоте в шахматном порядке и отогнутыми по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца 1 в виде лепестков 3. Каждый лепесток 3 имеет вдоль одной из продольных сторон поперечные надсечки, выполненные через одинаковый интервал "а". При этом образуется система пластинчатых элементов 4, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка 3 и образующих пару гребенок с одним основанием 5 (фиг.3). При этом острые кромки 6 оснований 5 гребенок в каждой паре лепестков 3 смежных параллельных рядов обращены друг к другу (фиг.3, 4)The nozzle element for mass transfer apparatuses contains (FIGS. 1, 2) a cylindrical ring 1, the side surface of which is equipped with rectangular notches 2 arranged in rows in a checkerboard pattern and bent along the transverse generatrix inward of the cylindrical ring 1 in the form of petals 3. Each petal 3 has along one of the longitudinal sides transverse notches made at the same interval "a". This forms a system of plate elements 4, bent in opposite directions along the height of the petal 3 and forming a pair of combs with one base 5 (figure 3). In this case, the sharp edges 6 of the base 5 of the combs in each pair of petals 3 of adjacent parallel rows face each other (figure 3, 4)

Элемент насадки для массообменных аппаратов работает следующим образом.The nozzle element for mass transfer apparatus works as follows.

Элементы насадки беспорядочно загружают в массообменный аппарат. Взаимодействующие потоки газа и жидкости движутся в противотоке. Жидкость, поступающая на орошение, протекает в прямоугольные просечки на боковой поверхности цилиндрического кольца 1 и равномерно растекается по сечению колонны, обеспечивая высокую эффективность массопередачи в каждой точке сечения The nozzle elements are randomly loaded into the mass transfer apparatus. The interacting flows of gas and liquid move in countercurrent. The fluid flowing into the irrigation flows into rectangular slots on the lateral surface of the cylindrical ring 1 and spreads uniformly over the column section, providing high mass transfer efficiency at each section point

колонны. Газ, огибая пластинчатые элементы 4 в лепестках 3 в разных рядах, приобрети зигзагообразное движение и создает дополнительные местные завихрения жидкостного потока, что увеличивает турбулизацию потоков, а, следовательно, и эффективность массообмена. Вследствие того, что отогнутые в разные стороны пластинчатые элементы 4 лепестков 3 образуют пару гребенок с одним основанием 5, острые кромки 6 которых в каждой паре лепестков 3 смежных параллельных рядов обращены друг к другу, и, кроме того, лепестки 3, расположенные на двух уровнях, не перекрывают друг друга, при прохождении каждого элемента насадки происходит многократное обновление поверхности контакта фаз, изменение направления движения потоков, их взаимное пересечение и пульсация скоростей, что, в свою очередь, увеличивает время контакта фаз, повышает интенсивность поперечного перемешивания и, как следствие, приводит к росту активной поверхности контакта фаз независимо от ориентации элементов насадки в слое. Такая конструкция лепестков 3 также предотвращает проскок фазовых компонентов без их взаимного контакта.the columns. Gas, enveloping the plate elements 4 in the petals 3 in different rows, acquire a zigzag motion and create additional local turbulence of the fluid flow, which increases the turbulence of the flows, and, consequently, the mass transfer efficiency. Due to the fact that the lamellar elements 4 of the petals 3 bent in different directions form a pair of combs with one base 5, the sharp edges 6 of which in each pair of petals 3 of adjacent parallel rows are facing each other, and, in addition, the petals 3 located on two levels , do not overlap, when passing through each element of the nozzle, the contact surface of the phases is repeatedly updated, the direction of flow flows, their intersection and velocity ripple change, which, in turn, increases the contact time This phase increases the intensity of transverse mixing and, as a result, leads to an increase in the active contact surface of the phases, regardless of the orientation of the packing elements in the layer. This design of the petals 3 also prevents the breakthrough of the phase components without their mutual contact.

Так как элементы насадки загружают в рабочий объем аппарата внавал и движение потоков осуществляется в разных плоскостях, то вся поверхность элемента насадки участвует в процессе массопередачи.Since the elements of the nozzle are loaded into the working volume of the apparatus and the flow is carried out in different planes, the entire surface of the nozzle element is involved in the mass transfer process.

Преимуществом предлагаемой конструкции элемента насадки является большая площадь внутренней поверхности контакта взаимодействующих фаз и высокая, не зависящая от ориентации элементов насадки в слое, эффективность массообмена в широком диапазоне нагрузок по жидкости и газу за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания, благодаря чему он может найти широкое применение в насадочных аппаратах, используемых в многотоннажных производствах.The advantage of the proposed design of the nozzle element is a large area of the internal contact surface of the interacting phases and a high mass transfer efficiency independent of the orientation of the nozzle elements in the layer due to the intensification of turbulence of the flows and increase the degree of their transverse mixing, due to which it can find wide application in nozzles used in large-tonnage production.

Claims

A nozzle element for mass transfer apparatuses containing a cylindrical ring, on the lateral surface of which rectangular cuts are made, arranged in rows staggered in rows and bent along the transverse generatrix inward of the cylindrical ring in the form of petals, transverse along one of the longitudinal sides of each of which are made at the same interval notches with the formation of a system of plate elements bent in opposite directions along the height of the petal and forming a pair of combs with one base characterized in that the sharp edges of the bases of the combs in each pair of petals of adjacent parallel rows are facing towards each other.