Тепломассообменный аппарат

Тепломассообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению тепломассообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость, может применяться в химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности для аппаратов с повышенным съемом (подводом) тепла и позволяет интенсифицировать процессы тепломассообмена за счет повышения поверхности контакта фаз и поверхности теплообмена, а также повышения равномерности распределения газожидкостного слоя по полотну тарелок. Аппарат включает корпус, по высоте которого установлены полотна контактных тарелок с отверстиями для прохода газа (пара) в виде отогнутых вверх просечек полотна и с отверстиями для слива жидкости, и размещенные над полотном теплообменные элементы в виде ряда параллельных горизонтальных труб. Отверстия для слива жидкости расположены под трубами теплообменных элементов, а под отверстиями для слива жидкости горизонтально размещены трубы дополнительных теплообменных элементов. Просечки для прохода газа размещены параллельными рядами между трубами теплообменных элементов и в каждом ряду ориентированы поочередно в противоположные стороны таким образом, что расстояние L от передней кромки отверстия, образованного отгибом вверх ориентированной в сторону трубы теплообменного аппарата просечки, до вертикальной проекции оси данной трубы на полотно тарелки равно L=H/[TG/20+0,91α], где H - расстояние от центра трубы до полотна тарелки, M

α - угол отгиба просечки, град. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК д1) 4 В О1 D 3 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4365338/23-26 (22) 18.01.88 (46) 15.12.89. Бюл. № 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа и Московский институт химического машиностроен и я (72) 1О. Н, Скрынник, А. С. Меренов, О. С. Чехов, В. Г. Гореченков, Ю. А. Арнаутов и Г. К. Зиберт (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 466025, кл. В 01 D 3/32, 1975. (54) TE!1г)ОМАССООБМЕННЫГ1 А!1ПАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению тепломассообменных процессов в системе газ(пар) — жидкость, может применяться в химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности для аппаратов с повышенным сьемом (подводом) тепла и позволяет интенсифицировать процессы тепломассообмена за счет повышения поверхн()(TH кон(;(>г;) фаз и поверхности T(илообмена,;(т;(к>ко повышения равномерИзобретение относится к аппаратурному оформлению тепломассообменных процессов в системе газ(пар) — жидкость и может найти применение н химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности для аппаратов с повышенным съемом (подводом) тепла.

Цель изобретения — интенсификация процесса тепломасообмена за счет повышения поверхности контакта фаз и поверхности теплообмена, а также повышение равномерности распределения газожидкостного слоя по полотну тарелок.

„„SU„„1528519 A 1

2 и()(ти ра(ч(р(нл(ни я г() (ож и пкостн()(о слоя по полотну тарелок. Аппарат включает корпус, по высоте которого установлены полотна контактных тарелок с отверстиями для прохода газа (пара) в виде отогнутых вверх просечек полотна и с отверстиями для слива жидкости, и размещенные над полотном теплообменные элементы в виде ряда параллельных горизонтальных труб. Отверстия для слива жидкости расположены под трубами теплообменных элементов, а под отверстиями для слива жидкости горизонтально размещены трубы дополнительных теплообменных элементов. Просечки для прохода газа размещены параллельными рядами между трубами теплообменных элементов и в каждом ряду ориентированы поочередно в противоположные стороны таким образом, что расстояние от передней кромки отверстия, образованного отгибом вверх ориентированной в сторону трубы теплообменного аппарата просечки, до вертикальной проекции оси данной трубы на полотно тарелки равно i=h(lg!20+0,9)n, где h — pa(.стояние от центра трубы до полотна тарелки, м: ч — угол отгиба просечки, град.

2 з.п.ф-лы, 3 ил.

На фиг. 1 изображен предлагаемый тепломассобменный аппарат; на фиг 2 -- то же, вид сверху; на фиг. 3 — схема для определения оптимального расположения просечек относительно труб верхнего теплообменного элемента, Те)(ломассообменный аппарат содержит корпус 1 в котором расположены контактные тарелки 2. Тарелки 2 снабжены отверстиями 3 для прохода газа, выполненными в виде отогнутых вверх просечек полотна тарелки 2. и отверстиями 4 для c,(èва жидкости, которые могут быть выполнены

1528519 гд« ll р;!««тояние 0Т центра трубы элеменTIl;) до полотна тарелки 2, м, х угол ОтгH6!I просечки Отвер(тия 3, <Р IД

I1«i!üÊ) Дока заТ(.1ЬСТВа ДВНIIО<0 (OОТI <>— шс ния были проведены замеры углы

К 1<>«;I Sl;ij>;I «Ãj», II (!1@0 10,1HIH>H «(<>СИ

0Т Х Г. I;I Я 1 Ih !OHÛ ПР «t Ih

Обработанных экспериментальных (анных получ«на корреляционная зависил<0«11, связывающая названные параметры: (5=2Î+0.91 х.

На фиг. 2 приведена расч«тная сх«ма для Опреде 1«ни я Опти мал ьн010 распО 10iK!ния просечек относительно труб верхнего теп.100бл<енного элемента. Ьлизлежащыя труба и прос«чка расположены Tdh, чго 0«ь ядра струи АГ пересекается с продольной осью трубы. (. досгаточной для технич«ских расчетов точностьк) можно принять, что расстояние, 34 =- В4 =/ (разница л<«жду ними составляет 2 4"„ ) и соответствеHHo можно принять, что углы IB4Ñ и L В4C равны.

Тогда из треугольника 4ВС следует, что рыс стояние OT передней кромки просечки 10 вертикальной проекции 0«Н трубы H;I пологно тарелки равно (2) / = B (, < /.> j5 =- h, ///15; (h = I B C

Учи гыВ,IH Вырыж«нll((1), форлl)«1;I (2) бу.<ет II),lt Tl> ВИД

/=/1; Г)/,2(k+ (),91,, >. (3) в виде щелей с отогнутыми вниз кромками Ныд IIO.H)òHBMH тарелок 2 установлены теплообменные элементы 5 — ряд горизонтальных параллельных труб. Под отверстиями 4 для слива жидкости размешены дополнительные теплообменные элементы 6. Отверстия 4 расположены непосредственно под трубами теплообменных элементов 5.

Отверстия 3 для прохода газа, выполненные в виде просечек, могут быть размещены параллельными рядами между трубами теплообменных элементов 5 и в каждом ряду ориентированы поочередно в противоположные стороны.

)целесообразно размещать отверстия 3 для прохода газа относительно труб теплообменного элемента 5 так, чтобы расстояние / от передн«й кромки Отверсгия 3, Образов..нно!о от(ибом вверх ориентированной в сторону трубы теплообменного элем(нта 5 просечки, до вертикальной проекции оси данной трубы на полотно тарелки 2 составляло

Таким образом, целесообразно просечки относительно труб теплообменного элемента, расположенного над полотном тарелки, располагать так, чтобы расстояние от передней кромки отверстия, образованного отгибом вверх ориентированной в сторону трубы теплообменного элемента просечки, до вертикальной проекции оси данной трубы на пол«>тно тарелки было равно /, где / вычисляется по формуле (3).

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Жидкость поступает на полотно тарелки 2 либо с распределительной тарелки (не показана), либо с вышерасположенной тарелкой.

15 Г !з (пар), проходя через отверстия З,.эжектирует жидкость, и образовавшиеся газожидк >«гные струи 1<ы!)рывляются на трубы

Верхщ < 0 т«1<лообменного э.l(м HTa 5. В результат«)дара гызожидко(тной струи о труоы верхнего теплообменного элемента 5 происходит существ«ни„я инте1<сификация проц(-«<.ы тепломыс 006MEHB и сепарация ос-!!Онной массы прокоптактировавшей жидкости. 110«л«удара газ (пыр) поступает ны

В женнук) тырелкл, ы проконтакгир,H;

>гв(рсгия 4, рысположенны(непосредстВ«HI > I<),, рубыми Верхне«0 тепл<к)бменного .l«M< Hlы : >, попадает ны рубы нижнегo

Tt. l . H>6.1 нн<н; эл«м(нт» 6 де происходи г

l0 l l 0л н и т<,1 ь н ь) Й те г) )100 <1 ?? ?? ??. ???? ?? ?? ??????????????, - ?? ??????>1ИО конт;!ктной тарелки 2 разбивается на з»<ы полн0го перемешивыния, ограниченны(тр) бами верхнего ген.1<>обменного элем«HT,. 5, «0< l цествленис м регулярног0 слиВ а и Р 0 h o ! 1 > 1. и j) 0 В < В 111 E. Й iK и д к 0 t Г и и 3 э т и )<

>0Н. 1Ьт< л< Выполнения отверстий 4 для сливы жидкости В Вид«щелей с отогнутыми Вни:< «ромками и подбора расстояния мсждх полотном тарелки 2 и трубами нижне г<з .епл00<1л)енно<0 эле ленты 6 достигается н«Обходим!<й гидравлический затвор, пре4р пятствук)щий проходу газа (<<ара) через

Огн j)< IHH 4 для слива жидкости. Через зазор

M(жду полотном тар«лки 2 и <рубами нижнего тепло(бм(нного эл M(нга 6 либо зазор междх грл6

Kj)0MKыми, 010гHI TblMH BHH3), iKH3косTb, 06ры:!х я Ilë«HK) в меж гыре.<ьчатом пространств . <1011<1;IB! I ны нижеры(.поз!0)кеннлю таР(..1 КЛ

В 1)t .<>>, I ь 10l1

Кроме тог(), обеспечивается равномерное распр«деление газожидкостного слоя и жидкости по трубам теплообменных элементов в соч«гынии с секционированием полотна

1528519 тарелки на зоны полного перемешивания, что также увеличивает эффективность тепломассообмена.

Преимущество предлагаемого тепломассообменного аппарата (по сравнению с известными) заключается в интенсификации процесса тепломассообмена, так как слив проконтактировавшей жидкости организован регулярно через специальные отверстия, а не случайным образом, в результате чего достигается равномерное распределение газожидкостного слоя и жидкости по трубам теплообменных элементов, что > величивает эффективность теплообмена. Кроме того, предлагаемая конструкция тег.ломассообменного аппарата позволяет увеличить интенсивность массообмена за счет создания дополнительных зон контакта между газом (паром) и жидкостью в межтарельчатом пространстве, а также за счет секционирования полотен контактных тарелок трубами теплообменных элементов на зоны полного пере меш и ва ни я.

Формула изобретения ! . Теп.чомассообменный аппарат, вк чючающий корпус, по высоте которого установлены полотна контактных тарелок с отверстиями для прохода газа (пара) в виде отогнутых вверх просечек полотна и отверстиями для слива жидкости, и размещенные над полотном теплообменные элементы в виде

1=-h Д p xr 20-1-0,!)1ч ), расстояние от центра трубы до по лотна тарелки, м; угол отгиба просечки, град. где tr

30 ряда параллельных горизонтальны» труб, «тличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет повышения поверхности контакта фаз и поверхности теплообмена, а также повышения ра вно мер ности расп ределен и я газож идкостного слоя по полотну тарелок, отверстия для слива жидкости расположены под трубами теплообменных элемсHIoB, à ггог отве1тстиями

10 для слива жидкости горизонтально размещены трубы дополнительных теплообменны» элементов.

Аппарат Jlo и. 1, of.lrr lrrrolrrtrrl(» тг ч что просечки для прохода газа размещены параллельными рядами между трубами теп

15 лообменных элементов и в каждом ряд» ориентированы поочередно в противоположные стороны.

3. Аппарат rio п. 1, оТ.ãè÷àroùèéãÿ тем, чт,i просечки относительно труб теплообменного элемента, расположенного над полотном контактной тарелки, размещены таким образом, что расстояние 1 от передней кромки отверстия, образованного отгибом вверх ориен тированной в сторону трубы теплообменноI! элемента просечки, до вертикальной проек25 ции оси данной трубы на полотно тарелк равно

15285l9 (. оетиниttнь tt. I>il6

К!1111! !11! Гое1,(i(It<. t и< нного t

I I,,1()35, .Чоелн;<, Ж:15, Р t< и.< ;ttt ни6, д 4 "5

1!рок <нот« .«нно-и . t < «и t tt(I л<»<6ини г «l l ï «<г, I У кго(к<ни 1.: Га< аркин, l(tl