Тепломассообменный аппарат

Тепломассообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск ми

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>803948 (61) Дополнительное к ает. санд-ву (22) Заявлено 01.08.79 (21) 2805377/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )м. л.

В 01 О 3(М! аауАЭРстеенныи комитет

СССР ао Аеаеи изобретений и открытий

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень М 6

fl,àòà опубликования описания 15.02.81 (53) УДК 66.015. .23 (088.8) Г. А. Захаров, А. Е. Рудакова, В. Н. Слесаренко и В. М. 1цетинин (72) Авторы изобретения

Йальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт нм. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к устройствам обще: го назначения для осуществления различных физических н химических процессов, в частности к тепломассообменным аппаратам пленочного тина снисходящей пленкой,,и может бып ис. пользовано в энергетической и химической про5, мышленностях.

Известна массообменная колонна, содержа. щая тарелки, расположенные одна над другой и снабженные отверстиями для прохода восходящего потока газообразной фазы, а также для ввода и вывода жидкой фазы. Тарелки укреплены на центральной трубе, причем для отвода жидкой фазы предусмотрены желобки, доходя-, щие до внешнего края тарелки. Внутри центральной трубы между двумя соседними тарелками расположены сборники для жнцкости (1).

Однако в известнон массообменной колонне массообмен происходит с поверхности жидкости текущей по желобку, вследствие чего рабочая поверхность соприкосновения фаз ограничена.

Кроме того, рабочий объем используется не в полной мере, причем прн больших металлозатратах, что является причиной снижения эффективности теплообмена.

Известен роторный пленочный аппарат, содержащий корпус, выполненный нз. соединенных между собой секции, каждая иэ которых выполнена в виде конуса, имеющего перераспределитель, вал с разбрызгивающими устройствами (2).

Однако этот аппарат недостаточно эффективен.

Известен также тепломассообменный аппарат, содержащий корпус и расположенные одна над другой вокруг центральной трубы тарелки с кольцевыми желобками для формирования стекающей пленки. Тарелки выполнены с диаметрами, увеличивающимися по высоте amaрата, и имеют дополнительные трубы по числу тарелок, расположенные коаксиально центральной трубе 13).

Недостатками известного аппарата являются сложность конструкции и большая металлоемкость из-за наличия тарелок и коаксиальных труб; прерывистый процесс стекания пленки, двн обеспечения которого необходнмь1 доношу

80394

45 тельные насосы для подачи жидкости на очередную тарелку; а также малые коэффициенты теплоотдачи от греющего пара к пленке ввиду попутного движения пленки жидкости и греющего пара.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена за счет организации непрерывного Kscкадного стек6ния пленки жидкости и передачи теплоты ей непосредственно от греющего теплоносителя без разделяющей эти теплоносители поверхности путем встречного движения закрученного потока греющего пара.

Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен в виде коаксиально расположенных обечаек, снабжен размещенными между обечайками кольцевыми диафрагмами, -между которыми расположены коллекторы, сливными раструбами, на нижних основаниях которых установлены желоба-накопители с пленкообразевателями.

Целесообразно аппарат выполнять иэ соединенных между собой дополнительных обечаек, выполненных с увеличивающимися по высоте диаметрами.

На чертеже изображен аппарат, продольный, разрез.

Тепломассообменный аппарат имеет корпус, выполненный из двух коаксиальных ступенчатых обечаек 1 и 2, закрываемых крышкой 3, нижний кольцевой коллектор 4 греющего пара.

Между обечайкамн в верхней части аппарата смонтирован жалюзийный сепаратор 5 пара, под которым установлен кольцевой желоб-накопитель 6 с кольцевым пленкообразователем

7. Ниже по ступеням в местах изменения диаметра корпуса установлены внутренние диафрагмы 8, 9 и 10 и внешние, диафрагмы 11, 12 и

13, между которыми расположены кольцевые приемные коллекторы 14, 15 и 16.

Коллекторы 14 и 15 имеют конические сливные раструбы 17 и 18, на нижних основаниях которых установлены кольцевые жело6анакопители 19 и 21 с пленкообразователями

20 и 22. Нижний коллектор 16 снабжен патрубками 23 для отвода неиспарившейся жидкости. Во внутренних диафрагмах 8, 9 и 10 лопатки установлены под углом 30 к вертикальной оси для закручивания потока пара по часовой стрелке по ходу движения пара, во внешних диафрагмах 11, 12 и 13 — под углом

45 для закручивания потока пара против часовой стрелки. K паровому коллектору 4 пар . подводится через патрубки 24. Снаружи аппарата в верхней его части установлен кольцевой коллектор 25 питательной воды и радиальные патрубки 26. В паровом пространстве аппарата установлен дополнительный инерционный сепаратор 27 пара. Пар из аппарата удаляется через, 8 4 патрубок 28, труба 29 служит для удаления отсепарированной влаги.

Аппарат работает следующим образом.

Исходная питательная вода подается насосом(не показан) в кольцевой коллектор 25, откуда через радиальные патрубки 26 поступает в желоб-накопитель 6. Переливаясь через край желоба-накопителя 6, вода стекает по пленкообразователю 7, образуя цилиндрическую пленочную поверхность. Пленка подающей жидкости попадает в приемный коллектор 14 следующей ступени, откуда стекает по коническому раструбу 17 в желоб-накопитель 19. Переливаясь через его край, вода стекает по пленкообразователю 20, образуя цилиндрическую пленочную поверхность следующей ступени, жидкость которой попадает в приемный коллектор 15 очередной ступени, откуда, стекая по коническому спивному раструбу 18, поступает в желоб накопитель 21. Стекая по плеикообразователю

22, жидкость формируется в виде сплошной цилиндрической пленки в следующей ступени и т.д. (Количество ступеней может быть значительно большим).

Неиспарившаяся вода поступает в кольцевой приемный коллектор 16, откуда через патрубки 23 удаляется в дренаж. Греющий пар через натрубки 24 подается в паровой коллектор 4, откуда, пройди диафрагмы 9 и 13, двумя противоположно закрученными потоками движется встречно течению цилиндрической пленки жидкости, обогревая ее со стороны внутренней н внешней образующих. Пройдя нижнюю ступень, пар проходит диафрагмы 10 н 11 н формируется двумя противоположно закрученными потоками по обе стороны пленки в следующей ступени. Пройдя диафрагмы 8 и 12, пар подходит к верхней части аппарата, где происходит сепарация пара в жалюэийном сепараторе 5. В паровом пространстве аппарата пар проходит дополнительную сепарацию в инерционном сепараторе 27 и через патрубок 28 отсасывается из аппарата. Отсепарированная влага удаляется через трубу 29.

В предлагаемом пленочном бесповерхностном тепломассообменном аппарате исключены нэ конструкции трубы и тарелки, что снижает металлоемкость аппарата на 25%. Противоточная схема движения теплоносителей и дополнительная турбулизация греющей среды вследствие закрутки потока обеспечивают увеличение коэффициента теплоотдачи на 30%. Построечная стоимость аппарата уменьшается на

70%.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, кольцевые коллекторы и желобанакопители с увеличивающимися по высоте аппарата диаметрами с пленкообразователями, 803948

ВНИИПИ Заказ 10743/4 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена за счет организации непрерывного каскадного стекания пленки жидкости и передачи теплоты ей непосредствен но от греющего теплоносителя без разделяющей эти теплоносителя поверхности путем встречного движения закрученного потока греющего пара,.корпус выполнен в виде коаксиально расположенных обечаек, .снабжен размещенными между обечайками кольцевыми диафрагмами, между которыми .расположены коллекторы, сливными раструбами, на нижних основаниях которых установлены желоба-накопители с пленкообразователями.

2. Тепломассообменный аппарат по п 1, отличающийся тем, что он снабжай соединенными между собой дополнительными обечайками, выполненными с увеличивающимися Ilo высоте диаметрамн.

Источники информации, принятые во внимание ири зкспертизе

1. Заявка ФРГ И 2020884, кл. В 01 0 3/22, p 1963.

2. Авторсксе свидетельство СССР У 483985, кл. В 01 О 3/30, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР У 548288, кл. В 01 0 3/32, 1974.