SU997760A1 - Тепломассообменный аппарат - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к аппаратному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) - жидкость .

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распределительными патрубками, на поверхности которых размещены спиральные элементы 1 .

Недостатком данного аппарата  вл етс  низка  интенсификаци  процесса тепломассообмена , в результате невозмо)кности использовани  тепла отход щих газов от подогрева поступающей сверху жидкости.

Известен тепломассообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распределительными патрубками, на поверхности которых размещены спиральные элементы , верхнюю, промежуточную и нижнюю камеры со штуцерами ввода и вывода жидкости и щтуцерами вывода 2.

В известном аппарате в верхней секции отход щий газ движетс  противотоком жидкости , однако интенсификаци  процесса тепломассопередачи все еще недостаточно высока , вследствие невысокого температур ного напора (0 + 25°С) так как контакт происходит между газом с температурой 75-78°С и жидкостью с температурой от 50-55 до 75-78°С.

Целью изобретени   вл етс  интенсифи10 каци  процесса тепломассообмена за счет увеличени  температурного напора.

Указанна  цель достигаетс  тем. Что в аппарате, включающем корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиаль15 ными патрубками, на поверхности которых размещены спиральные элементы, верхнюю, промежуточную и нижние камеры со щтуцерами ввода и вывода жидкости и щтуцерами вывода газа, 10-15% трубок вы20 шерасположенной контактной ступени снабжены установленными в них с зазором патрубками с раструбами, а верхние концы соосных их распределительных патрубков нижерасположенной контактной ступени

установлены внутри раструбок, при этом остальные верхние концы распределительных патрубков этой ступени снабжены заглушками, а штуцер вывода газа нижней камеры соединен трубой со штуцером вывода газа промежуточной камеры.

Предлагаема  конструкци  аппарата позвол ет часть выделившегос  в нижерасположенной контактной ступени газа направить непосредственно в трубы вышерасположенной ступени, тем самым уменьшить скорость и напор газового потока, передаваемого из нижней камеры. Наличие патрубков с раструбами, установленных с зазором в трубы вышерасположенной контактной линии ступени, обеспечивает разрушение цилиндрической жидкостной пленки , выход щей из этих труб, открыва  свободный вход в трубы . газу, пришедшему из нижерасположенной ступени. Поднима сь навстречу стекающей по внутренним поверхност м труб тонкой пленке жидкости, газ отдает ей тепло в основном за счет конденсации содержаш,егос  в нем пара, подогрева  жидкость и, таким образом , происходит утилизаци  тепла отход щего газа, при этом температурный напор возрастает до 30-35°С, что значительно интенсифицирует процесс тепломассообмена.

Указанный интервал, а именно снабжение 10-15% трубок вышерасположенной контактной ступени раструбами,  вл етс  оптимальным. Оптимальность этого количества труб вытекает из того, что трубки в трубных пучках контактных ступеней установлены в шахматном пор дке, при этом каждую трубку окружают шесть труб по вершинам шестиугольника, поэтому установка патрубков с раструбами производитс  в каждую седьмую трубу, расположенную в центре шестиугольника, что позвол ет равномерно воздействовать стекающей с раструбов пленкой жидкости на цилиндрические жидкостные пленки, стекающие из окружающих раструб шести труб, и разрушать их, открыва  свободный вход в трубы газу. Таким образом,, количество труб с раструбами составл ет 1/7 от общего количества или 14,3%. Однако с учетом неравномерности размещени  щестиугольников по кра м трубного пучка эта цифра в зависимости от количества труб в пучке колеблетс  от 10 до 15%.

На чертеже изображен аппарат, продольный разрез.

Тепломассообменный аппарат содержит корпус I, по высоте которого установлена выщерасположенна  2 и нижерасположенна  3 вертикальные контактные ступени, выполненные в виде трубок 4, установленных в трубные доски 5 и 6. Сверху в трубки 4 коаксиально вставлены распределительные патрубки 7, на поверхности которых размещены спиральные элементы 8 дл 

создани  пленочного течени  жидкости по внутренней поверхности трубок 4. 10-15% трубок 4 выщерасположенной ступени 2 снабжены установленными в трубки с зазором патрубками 9 с раструбами 10.

В патрубки 9 с раструбами 10 введен верхний срез противоположных распределительных патрубков 7 трубок 4 нижерасположенной контактной ступени 3. Остальные распределительные патрубки снабжены заглущками И. Кроме того, аппарат содержит верхнюю 12, промежуточную 13 и нижнюю 14 камеры со штуцерами подвода 15 и отвода 16 жидкости и штуцерами 17-19 отвода газа, причем штуцер 17 соединен трубой 20 со штуцером 18 и промежуточной камеры. Дл  подвода и отвода теплоносител  в контактные ступени 2 и 3 предусмотрены штуцера 21 и 22.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Жидкость через штуцер 15 поступает в камеру 12 и, пройд  по спиральному каналу, образованному спиральным элементом 8, стекает в виде пленки по стенкам труб 4. Стека  с нижнего среза труб 4

цилиндрическа  пленка жидкости распадаетс  под действием стекающей с раструбов 10 жидкости. Попада  в спиральные каналы нижерасположенной ступени 3, жидкость вновь стекает в виде пленки по стенкам труб 4. Выдел ющийс  при нагреве

жидкости за счет конденсации в межтрубном пространстве парогазовой смеси (теплоносител ) газ, в основном в нижерасположенной ступени, поднимаетс  вверх по части труб, верхний срез распределительных патрубков которых введен в трубы 4 верхней секции, снабженные патрубками 9 с раструбами 10. В остальных трубах нижерасположенной ступени, снабженных заглушками 11, выдел ющийс  газ движетс  вниз и через штуцер 17 трубу 20 и штуцер 18 поступает в промежуточную камеру 13, откуда в трубы 4 ступени 2. Двига сь противотоком стекающей в трубах жидкости , газ нагревает ее и отводитс  через полость патрубков 7 и штуцер 19 из камеры 12.

Данный Тепломассообменный аппарат по сравнению с известным позвол ет интенсифицировать процесс тепломассообмена за счет использовани  тепла отход щих газов в результате увеличени  температурного напора до 30-35°С против О- 25°С.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тепломассообменный аппарат, включающий корпус, по высоте которого установлены контактные ступени, выполненные в виде трубок с коаксиальными распредели