[go: up one dir, main page]

RU236610U1 - Dynamic packing for heat and mass transfer processes - Google Patents

Dynamic packing for heat and mass transfer processes

Info

Publication number
RU236610U1
RU236610U1 RU2025116212U RU2025116212U RU236610U1 RU 236610 U1 RU236610 U1 RU 236610U1 RU 2025116212 U RU2025116212 U RU 2025116212U RU 2025116212 U RU2025116212 U RU 2025116212U RU 236610 U1 RU236610 U1 RU 236610U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
revolution
packing
diameter
ring
Prior art date
Application number
RU2025116212U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Анатольевич Меренцов
Александр Борисович Голованчиков
Михаил Владимирович Топилин
Александр Владимирович Персидский
Павел Павлович Залипаев
Александр Сергеевич Гендлер
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU236610U1 publication Critical patent/RU236610U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к насадкам, применяемым в колонных аппаратах, прежде всего для проведения тепло- и массообменных процессов, и может найти применение в химической, нефтехимической, энергетической, металлургической, пищевой, фармакологической и других отраслях промышленности. Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных тел вращения, выполненных перфорированными в виде колец Рашига, выполненных из полимерных материалов, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, при этом отношение наружного диаметра внутреннего кольца к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, причем наружное и внутреннее кольца соединены между собой посредством двух конических пружин переменной жесткости, выполненных из полимерных материалов, при этом внутреннее кольцо верхним и нижним торцами соединено с витками пружин наименьшего диаметра, а витки пружин наибольшего диаметра соединены с наружным кольцом на его верхнем и нижнем торцах соответственно. Техническим результатом предлагаемой конструкции динамической насадки для тепло- и массообменных процессов является интенсификация процессов тепло- и массообмена.The utility model relates to packing used in column apparatuses, primarily for carrying out heat and mass exchange processes, and can find application in the chemical, petrochemical, power, metallurgy, food, pharmacological and other industries. Dynamic packing for heat and mass exchange processes, made in the form of bodies of revolution located one inside the other and connected, made perforated in the form of Raschig rings made of polymeric materials, the inner body of revolution is located at a distance from the outer body of revolution, wherein the ratio of the outer diameter of the inner ring to the inner diameter of the outer ring is equal to 0.7, wherein the outer and inner rings are connected to each other by means of two conical springs of variable stiffness made of polymeric materials, wherein the upper and lower ends of the inner ring are connected to the spring coils of the smallest diameter, and the spring coils of the largest diameter are connected to the outer ring at its upper and lower ends, respectively. The technical result of the proposed design of dynamic packing for heat and mass transfer processes is the intensification of heat and mass transfer processes.

Description

Полезная модель относится к насадкам, применяемым в колонных аппаратах, прежде всего для проведения тепло- и массообменных процессов абсорбции, экстракции, ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической, энергетической, металлургической, пищевой, фармакологической и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах разделения нефтешламов, отработанных растворов углеводородов, растворителей и других веществ для их разделения и очистки на молекулярном уровне.The utility model relates to packings used in column apparatuses, primarily for carrying out heat and mass exchange processes of absorption, extraction, rectification, and can find application in the chemical, petrochemical, energy, metallurgy, food, pharmacological and other industries, as well as in environmental processes for separating oil sludge, waste hydrocarbon solutions, solvents and other substances for their separation and purification at the molecular level.

Известна насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных посредством двух пружин тел вращения, имеющих форму цилиндрических поверхностей, и внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, выполненного в виде колец Рашига и уложенных упорядоченно в ряды, при этом отношение наружного диаметра внутреннего тела вращения к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, а отношение их высот лежит в пределах:A nozzle for heat and mass exchange processes is known, made in the form of bodies of revolution located one inside the other and connected by means of two springs, having the shape of cylindrical surfaces, and the inner body of revolution is located at a distance from the outer body of revolution, made in the form of Raschig rings and laid in an orderly manner in rows, wherein the ratio of the outer diameter of the inner body of revolution to the inner diameter of the outer ring is equal to 0.7, and the ratio of their heights lies within the limits:

где h и H - высота внутреннего и наружного кольца соответственно, м, причем внутреннее тело вращения выполнено равномерно перфорированным с положительной плавучестью в рабочей жидкости, соединено с наружным кольцом на нижнем кольце. (Патент на полезную модель РФ №162267, МПК: В01J 19/30, опубл. 10.06.2016 г.).where h and H are the heights of the inner and outer rings, respectively, in m, and the inner body of revolution is made uniformly perforated with positive buoyancy in the working fluid, connected to the outer ring on the lower ring. (Patent for Utility Model of the Russian Federation No. 162267, IPC: B01J 19/30, published on 10.06.2016).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная интенсивность тепло- и массообменных процессов и относительно невысокая производительность, связанные с узким динамическим диапазоном колебаний внутреннего тела (турбулизатора) и необходимость пространственной ориентации насадочных элементов, а также сложность изготовления из-за соединения внешнего и внутреннего тел вращения друг с другом посредством нескольких пружин.The reasons preventing the achievement of the specified technical result include insufficient intensity of heat and mass exchange processes and relatively low productivity associated with the narrow dynamic range of oscillations of the internal body (turbulator) and the need for spatial orientation of the packing elements, as well as the complexity of manufacturing due to the connection of the external and internal bodies of rotation with each other by means of several springs.

Известна насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных тел вращения имеющих форму цилиндрических поверхностей, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, отличающаяся тем, что тела вращения выполнены в виде колец Рашига и соединены на торцевых частях посредством не менее двух пружин, при этом отношение наружного диаметра внутреннего кольца к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, а отношение их высот лежит в пределах:A nozzle for heat and mass exchange processes is known, made in the form of bodies of revolution arranged one inside the other and connected, having the shape of cylindrical surfaces, the inner body of revolution is located at a distance from the outer body of revolution, characterized in that the bodies of revolution are made in the form of Raschig rings and are connected at the end parts by means of at least two springs, wherein the ratio of the outer diameter of the inner ring to the inner diameter of the outer ring is equal to 0.7, and the ratio of their heights lies within the limits:

где h и H - соответственно высоты внутреннего тела вращения и наружного кольца, м (Патент на полезную модель РФ №148733, В01J 19/00, опубл. 10.12.2014 г.)where h and H are the heights of the inner body of revolution and the outer ring, respectively, in m (Patent for Utility Model of the Russian Federation No. 148733, B01J 19/00, published on 10.12.2014)

Недостатком данной насадки для тепло- и массообменных процессов относится недостаточная (низкая) интенсивность тепло- и массообменных процессов и относительно невысокая производительность, связанные с узким резонансным диапазоном колебаний внутреннего тела (турбулизатора), сложностью изготовления из-за соединения внешнего и внутреннего тел вращения друг с другом посредством нескольких пружин, расположенных под углом относительно направления колебаний внутреннего тела и пространственное несовпадение направлений колебаний внутреннего тела и пружин, что сильно сужает рабочий диапазон колебаний, а также формирует условие необходимости упорядоченной пространственной ориентации насадочных элементов.The disadvantage of this packing for heat and mass exchange processes is the insufficient (low) intensity of heat and mass exchange processes and relatively low productivity associated with the narrow resonant range of oscillations of the inner body (turbulator), the complexity of manufacturing due to the connection of the outer and inner bodies of rotation with each other by means of several springs located at an angle relative to the direction of oscillations of the inner body and the spatial mismatch of the directions of oscillations of the inner body and springs, which greatly narrows the working range of oscillations, and also forms the condition for the need for an ordered spatial orientation of the packing elements.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных тел вращения, выполненных в виде колец Рашига, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, при этом отношение наружного диаметра внутреннего кольца к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, причем наружнее и внутреннее кольца выполнены перфорированными и соединены между собой посредством конической пружины переменной жесткости, при этом внутреннее кольцо верхним торцом соединено с нижним наименьшим витком пружины, а верхний виток пружины переменной жесткости соединен с наружным кольцом на его верхнем торце. (Патент на полезную модель РФ № 200778, В01J 19/30, опубл. 11.11.2020 г.)The closest technical solution in terms of the set of features to the claimed object and adopted as a prototype is a nozzle for heat and mass exchange processes, made in the form of bodies of revolution located one inside the other and connected, made in the form of Raschig rings, the inner body of revolution is located at a distance from the outer body of revolution, while the ratio of the outer diameter of the inner ring to the inner diameter of the outer ring is 0.7, and the outer and inner rings are made perforated and connected to each other by means of a conical spring of variable stiffness, while the inner ring is connected by its upper end to the lower smallest turn of the spring, and the upper turn of the spring of variable stiffness is connected to the outer ring at its upper end. (Patent for Utility Model of the Russian Federation No. 200778, B01J 19/30, published on 11.11.2020)

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малая эффективность массообменных процессов и относительно невысокая производительность, связанные с узким резонансным диапазоном колебаний внутреннего тела (турбулизатора), необходимость использования пружин повышенной жесткости для фиксации веса внутреннего тела вращения (для устойчивой пространственной ориентации внутреннего тела вращения), что сильно сужает рабочий диапазон колебаний пружины, а так же необходимость пространственной ориентации насадочных элементов, так как при неупорядоченном расположении произойдет перераспределение нагрузки и снижение либо полное прекращение колебательных движений.The reasons that prevent the achievement of the specified technical result include the low efficiency of mass exchange processes and relatively low productivity associated with the narrow resonant range of oscillations of the internal body (turbulator), the need to use springs of increased rigidity to fix the weight of the internal body of rotation (for stable spatial orientation of the internal body of rotation), which greatly narrows the working range of oscillations of the spring, as well as the need for spatial orientation of the packing elements, since with a disordered arrangement, there will be a redistribution of the load and a decrease or complete cessation of oscillatory movements.

Техническим результатом предлагаемой конструкции динамической насадки для тепло- и массообменных процессов является интенсификация процессов тепло- и массообмена.The technical result of the proposed design of dynamic packing for heat and mass transfer processes is the intensification of heat and mass transfer processes.

Технический результат достигается тем, что динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных тел вращения, выполненных перфорированными в виде колец Рашига, выполненных из полимерных материалов, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, при этом отношение наружного диаметра внутреннего кольца к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, причем наружное и внутреннее кольца соединены между собой посредством двух конических пружин переменной жесткости, выполненных из полимерных материалов, при этом внутреннее кольцо верхним и нижним торцами соединено с витками пружин наименьшего диаметра, а витки пружин наибольшего диаметра соединены с наружным кольцом на его верхнем и нижнем торцах соответственно.The technical result is achieved in that the dynamic nozzle for heat and mass exchange processes is made in the form of bodies of revolution located one inside the other and connected, made perforated in the form of Raschig rings made of polymeric materials, the inner body of revolution is located at a distance from the outer body of revolution, wherein the ratio of the outer diameter of the inner ring to the inner diameter of the outer ring is equal to 0.7, and the outer and inner rings are connected to each other by means of two conical springs of variable stiffness made of polymeric materials, wherein the inner ring is connected with the coils of the springs of the smallest diameter by the upper and lower ends, and the coils of the springs of the largest diameter are connected to the outer ring at its upper and lower ends, respectively.

Выполнение колец и пружин динамической насадки для тепло- и массообменных процессов из полимерных материалов придает насадочным элементам большую химическую стойкость и удельную прочность (чем у металлических материалов пружин и наружных тел), что особенно актуально при очистке газовых выбросов и продуктов массообменных процессов от сернистых соединений и паров кислот в химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Кислотостойкость и устойчивость к сернистым соединениям обеспечит сохранность поверхностных свойств динамических насадочных элементов, позволит проявлять устойчивые динамические свойства в процессе эксплуатации массообменного оборудования, обеспечит стабильное протекание тепло- и массообменных процессов и устойчивость оптимальных гидродинамических режимов работы массообменных насадочных колонн, что в свою очередь обеспечит высокие показатели улавливания извлекаемых компонентов из газофазных выбросов (на примере процесса абсорбции) и повысит производительность массообменных аппаратов.The production of rings and springs of dynamic packing for heat and mass exchange processes from polymeric materials imparts greater chemical resistance and specific strength to the packing elements (than that of metal materials of springs and external bodies), which is especially important when cleaning gas emissions and products of mass exchange processes from sulfur compounds and acid vapors in the chemical, petrochemical, oil and gas refining and other industries. Acid resistance and resistance to sulfur compounds will ensure the preservation of the surface properties of dynamic packing elements, will allow them to exhibit stable dynamic properties during the operation of mass exchange equipment, will ensure stable heat and mass exchange processes and the stability of optimal hydrodynamic operating modes of mass exchange packed columns, which in turn will ensure high rates of capture of extractable components from gas-phase emissions (using the absorption process as an example) and will increase the productivity of mass exchange devices.

Соединение наружного и внутреннего колец Рашига, выполненных из полимерных материалов, посредством конических пружин переменной жесткости, также выполненных из полимерных материалов, таким образом, что внутреннее кольцо верхним и нижним торцами соединено с витками пружин наименьшего диаметра, а витки пружин наибольшего диаметра соединены с наружным кольцом на его верхнем и нижнем торцах соответственно, позволит повысить надежность насадки и обеспечить резонансные колебания внутреннего насадочного элемента, выполненного в виде кольца Рашига из полимерного материала, в широком диапазоне скоростей газовой (паровой) и жидкой фаз, что приведет к устойчивости динамических свойств внутренних насадочных элементов, вне зависимости от пространственного положения насадочных элементов при установке в навал, что приводит к существенной интенсификации тепло- и массообменных процессов. Такое закрепление внутреннего кольца Рашига, выполненного из полимерных материалов, дает возможность установки пружин малой жесткости, выполненных из полимерных материалов, что повышает чувствительность внутренних динамических элементов при относительно малых локальных скоростях потока газовой (жидкой) фазы. То есть динамические свойства будут проявляться при существенно меньших местных (локальных) скоростях потока газовой (жидкой) фазы, что приводит к существенной интенсификации тепло- и массообменных процессов при тех же условиях.The connection of the outer and inner Raschig rings made of polymeric materials by means of conical springs of variable stiffness, also made of polymeric materials, in such a way that the upper and lower ends of the inner ring are connected to the spring turns of the smallest diameter, and the spring turns of the largest diameter are connected to the outer ring at its upper and lower ends, respectively, will increase the reliability of the packing and ensure resonant oscillations of the inner packing element made in the form of a Raschig ring made of a polymeric material in a wide range of gas (steam) and liquid phase velocities, which will lead to the stability of the dynamic properties of the inner packing elements, regardless of the spatial position of the packing elements when installed in the pile, which leads to a significant intensification of heat and mass exchange processes. Such fastening of the inner Raschig ring made of polymeric materials makes it possible to install low-stiffness springs made of polymeric materials, which increases the sensitivity of the internal dynamic elements at relatively low local flow rates of the gas (liquid) phase. That is, dynamic properties will manifest themselves at significantly lower local flow rates of the gas (liquid) phase, which leads to a significant intensification of heat and mass exchange processes under the same conditions.

На фиг.1 показан общий вид динамической насадки для тепло- и массообменных процессов.Fig. 1 shows a general view of a dynamic packing for heat and mass transfer processes.

Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов состоит из наружного кольца Рашига 1, с внутренним диаметром D, и внутреннего кольца Рашига 2, с наружным диаметром d, выполненных из полимерных материалов. Отношение наружного диаметра d внутреннего кольца 2 к внутреннему диаметру D наружного кольца 1 равно 0,7. Наружное 1 и внутреннее 2 кольца Рашига выполнены перфорированными и соединены между собой посредством двух конических пружин 3 переменной жесткости, выполненных из полимерных материалов, так, что внутреннее кольцо Рашига 2 верхним и нижним торцами соединено с витками конических пружин 3 наименьшего диаметра, а витки пружин 3 наибольшего диаметра соединены с наружным кольцом Рашига 1 на его верхнем и нижнем торцах соответственно.The dynamic packing for heat and mass exchange processes consists of an outer Raschig ring 1 with an inner diameter D and an inner Raschig ring 2 with an outer diameter d, made of polymeric materials. The ratio of the outer diameter d of the inner ring 2 to the inner diameter D of the outer ring 1 is 0.7. The outer 1 and inner 2 Raschig rings are made perforated and connected to each other by means of two conical springs 3 of variable rigidity, made of polymeric materials, so that the inner Raschig ring 2 is connected with the upper and lower ends of the conical springs 3 of the smallest diameter, and the turns of the springs 3 of the largest diameter are connected to the outer Raschig ring 1 at its upper and lower ends, respectively.

Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов работает следующим образом.Dynamic packing for heat and mass transfer processes works as follows.

Тепло- и массообменные насадочные элементы могут засыпаться внавал или укладываться в упорядоченные ряды, в зависимости от требований конкретного процесса и аппарата, и габаритных размеров насадочных элементов.Heat and mass transfer packing elements can be poured in bulk or laid in ordered rows, depending on the requirements of a specific process and apparatus, and the overall dimensions of the packing elements.

Сверху насадка орошается жидкостью, а снизу подается газ (пар) в случаях применения данной насадки для процессов абсорбции или ректификации. В случае жидкостной насадочной экстракции, экстрагент и раствор могут осуществлять через насадку различные схемы тока, противоток или прямоток. Торцы наружных колец Рашига 1 не взаимодействуют с торцами внутренних колец Рашига 2, и последние могут свободно колебаться на пружинах 3 внутри наружных колец 1. Под действием потока газа (пара) или импульса колебаний столба жидкости (насадочная пульсационная экстракция) каждое внутреннее кольцо Рашига 2 совершает резонансные колебания за счет его закрепления на конических пружинах 3, которые приводят к локальной турбулизации в пределах каждого насадочного элемента, передаются всплывающими пузырьками газа, приводят к активизации омывания пленок жидкости, покрывающих внутренние насадочные тела, либо активизируют взаимное перемешивание продуктов экстракции. Этот эффект приводит к интенсификации тепло- и массообмена на границе раздела фаз газа (пара) и жидкости (для абсорбции и ректификации). Также активизируются диффузионные процессы и взаимное перемешиванию жидкофазных продуктов экстракции, что в целом приводит к интенсификации тепло- и массообмена.The packing is irrigated with liquid from above, and gas (steam) is supplied from below in cases where this packing is used for absorption or rectification processes. In case of liquid packed extraction, the extractant and solution can implement various flow patterns, counter-current or direct current, through the packing. The ends of the outer Raschig rings 1 do not interact with the ends of the inner Raschig rings 2, and the latter can freely oscillate on springs 3 inside the outer rings 1. Under the action of the gas (steam) flow or the pulse of oscillations of the liquid column (packed pulsating extraction), each inner Raschig ring 2 performs resonant oscillations due to its fastening on conical springs 3, which lead to local turbulence within each packing element, are transmitted by emerging gas bubbles, lead to the activation of washing of liquid films covering the inner packed bodies, or activate mutual mixing of the extraction products. This effect leads to intensification of heat and mass exchange at the interface of the gas (steam) and liquid phases (for absorption and rectification). Diffusion processes and mutual mixing of liquid-phase extraction products are also activated, which generally leads to intensification of heat and mass exchange.

Пример работы динамической насадки для тепло- и массообменных процессов.An example of the operation of a dynamic packing for heat and mass transfer processes.

Смесь разделяемых компонентов «гептан-гексан» подается в секцию питания ректификационной колоны, пар подается снизу ректификационной колонны и проходит через слои динамических насадочных элементов, пространственно ориентированных в упорядоченные ряды. Поток питающей смеси и флегмы проходит сквозь элементы динамической насадки и дробится на элементарные струи и перемещается вдоль оси колонны, контактируя с парофазным потоком в различных гидродинамических режимах (в диапазоне от пленочного до развитого эмульгирования за точкой инверсии фаз). Поток питающей смеси и флегмы, проходя через внутренние кольца Рашига 2, которые закреплены на пружинах 3 внутри наружных колец Рашига 1, активизирует динамические и резонансные свойства насадочных элементов. При этом каждое внутреннее кольцо Рашига 2 совершает резонансные колебания за счет его закрепления на конических пружинах 3, которые приводят к локальной турбулизации в пределах каждого насадочного элемента. Что в свою очередь обеспечивает повышенные показатели удерживающей способности по жидкой и паровой фазам и увеличение суммарной динамической поверхности контакта фаз продуктов массообмена во всех контактных элементах насадочного слоя. Данный эффект позволяет при равной производительности снизить расход пара в колонне при меньшем объеме насадки, подтверждая интенсификацию проводимых с использованием заявляемой насадки тепло- и массообменных процессов, что приводит к экономии эксплуатационных затрат. The mixture of the separated components "heptane-hexane" is fed to the feed section of the rectification column, steam is fed from the bottom of the rectification column and passes through layers of dynamic packed elements spatially oriented in ordered rows. The flow of the feed mixture and phlegm passes through the elements of the dynamic packing and is broken up into elementary streams and moves along the axis of the column, contacting with the vapor-phase flow in various hydrodynamic modes (in the range from film to developed emulsification beyond the phase inversion point). The flow of the feed mixture and phlegm, passing through the internal Raschig rings 2, which are fixed on springs 3 inside the external Raschig rings 1, activates the dynamic and resonant properties of the packed elements. In this case, each internal Raschig ring 2 performs resonant oscillations due to its fixation on conical springs 3, which lead to local turbulization within each packed element. Which in turn provides increased retention capacity for liquid and vapor phases and an increase in the total dynamic contact surface of the mass exchange product phases in all contact elements of the packed bed. This effect allows, with equal productivity, to reduce steam consumption in the column with a smaller packing volume, confirming the intensification of heat and mass exchange processes carried out using the claimed packing, which leads to savings in operating costs.

В таблице 1 представлены сравнительные показатели насадочной ректификационной колонны с типовой и заявляемой конструкцией насадки для тепло- и массообменных процессов.Table 1 presents comparative indicators of a packed rectification column with a typical and declared packing design for heat and mass transfer processes.

Таблица 1Table 1

Наименование параметраParameter name Размерность Dimensionality Обозна-чение Designation Величина Size Типовая насадкаStandard nozzle Заявляемая насадкаClaimed nozzle 1. Производительность по исходной смеси1. Productivity of the initial mixture кг/часkg/hour GG ff 60006000 60006000 2. Порозность насадки2. Porosity of the nozzle мm 33 /m 33 εε 0,7350.735 0,6350.635 3. Удельная поверхность насадки3. Specific surface area of the packing мm 22 /m 33 σσ 110110 200,5200.5 4. Оптимальное флегмовое число 4. Optimal reflux ratio -- RoRo 2,082.08 1,791.79 5. Общий объем насадки 5. Total volume of the nozzle мm 33 VV kk 9,19.1 66 6. Расход пара6. Steam consumption кг/часkg/hour GG 6616,36616.3 5996,95996.9 7. Общая стоимость эксплуатации 7. Total cost of operation руб/годRUB/year ЕE 00 6,74⋅106 6.74⋅10 6 4,97⋅106 4.97⋅10 6 8. Годовые затраты электроэнергии8. Annual energy costs кВт⋅часkW⋅hour EE nn 24452445 12551255

Таким образом, соединение наружного 1 и внутреннего 2 колец Рашига, выполненных из полимерных материалов, посредством двух конических пружин 3 переменной жесткости, также выполненных из полимерных материалов, таким образом, что внутреннее кольцо 2 верхним и нижними торцами соединено с витками пружины 3 наименьшего диаметра, а витки пружины 3 наибольшего диаметра соединены с наружным кольцом 1 на его верхнем и нижнем торцах соответственно, позволит обеспечить резонансные колебания внутреннего насадочного элемента, выполненного в виде кольца Рашига, в широком диапазоне скоростей газовой (паровой) и жидкой фаз, что приведет к устойчивости динамических свойств внутренних насадочных элементов вне зависимости от пространственного положения насадочных элементов при установке их в аппарат, что приводит к существенной интенсификации тепло- и массообменных процессов. Такое закрепление внутреннего кольца Рашига дает возможность установки пружин малой жесткости, что повышает чувствительность внутренних динамических элементов при относительно малых локальных скоростях потока газовой (жидкой) фазы. То есть динамические свойства будут проявляться при существенно меньших местных (локальных) скоростях потока газовой (жидкой) фазы, что приводит к существенной интенсификации тепло- и массообменных процессов.Thus, the connection of the outer 1 and inner 2 Raschig rings made of polymeric materials by means of two conical springs 3 of variable rigidity, also made of polymeric materials, in such a way that the inner ring 2 is connected with the turns of the spring 3 of the smallest diameter by its upper and lower ends, and the turns of the spring 3 of the largest diameter are connected with the outer ring 1 at its upper and lower ends, respectively, will provide resonant oscillations of the inner packing element made in the form of a Raschig ring in a wide range of velocities of the gas (steam) and liquid phases, which will lead to the stability of the dynamic properties of the inner packing elements regardless of the spatial position of the packing elements when installing them in the apparatus, which leads to a significant intensification of heat and mass exchange processes. Such fastening of the inner Raschig ring makes it possible to install springs of low rigidity, which increases the sensitivity of the internal dynamic elements at relatively low local flow rates of the gas (liquid) phase. That is, dynamic properties will manifest themselves at significantly lower local flow rates of the gas (liquid) phase, which leads to a significant intensification of heat and mass exchange processes.

Выполнение колец и пружин динамической насадки для тепло- и массообменных процессов из полимерных материалов придает насадочным элементам большую химическую стойкость и удельную прочность (чем у металлических материалов пружин и наружных тел), что особенно актуально при очистке газовых выбросов и продуктов массообменных процессов от сернистых соединений и паров кислот в химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Кислотостойкость и устойчивость к сернистым соединениям обеспечит сохранность поверхностных свойств динамических насадочных элементов, позволит проявлять устойчивые динамические свойства в процессе эксплуатации массообменного оборудования, обеспечит стабильное протекание тепло- и массообменных процессов и устойчивость оптимальных гидродинамических режимов работы массообменных насадочных колонн, что в свою очередь обеспечит высокие показатели улавливания извлекаемых компонентов из газофазных выбросов (на примере процесса абсорбции) и повысит производительность массообменных аппаратов.The production of rings and springs of dynamic packing for heat and mass exchange processes from polymeric materials imparts greater chemical resistance and specific strength to the packing elements (than that of metal materials of springs and external bodies), which is especially important when cleaning gas emissions and products of mass exchange processes from sulfur compounds and acid vapors in the chemical, petrochemical, oil and gas refining and other industries. Acid resistance and resistance to sulfur compounds will ensure the preservation of the surface properties of dynamic packing elements, will allow them to exhibit stable dynamic properties during the operation of mass exchange equipment, will ensure stable heat and mass exchange processes and the stability of optimal hydrodynamic operating modes of mass exchange packed columns, which in turn will ensure high rates of capture of extractable components from gas-phase emissions (using the absorption process as an example) and will increase the productivity of mass exchange devices.

Claims (1)

Динамическая насадка для тепло- и массообменных процессов, выполненная в виде расположенных одно внутри другого и соединенных тел вращения, выполненных перфорированными в виде колец Рашига, выполненных из полимерных материалов, внутреннее тело вращения расположено на расстоянии от наружного тела вращения, при этом отношение наружного диаметра внутреннего кольца к внутреннему диаметру наружного кольца равно 0,7, отличающаяся тем, что наружное и внутреннее кольца соединены между собой посредством двух конических пружин переменной жесткости, выполненных из полимерных материалов, при этом внутреннее кольцо верхним и нижним торцами соединено с витками пружин наименьшего диаметра, а витки пружин наибольшего диаметра соединены с наружным кольцом на его верхнем и нижнем торцах соответственно.A dynamic nozzle for heat and mass exchange processes, made in the form of bodies of revolution located one inside the other and connected, made perforated in the form of Raschig rings made of polymeric materials, the inner body of revolution is located at a distance from the outer body of revolution, wherein the ratio of the outer diameter of the inner ring to the inner diameter of the outer ring is 0.7, characterized in that the outer and inner rings are connected to each other by means of two conical springs of variable stiffness made of polymeric materials, wherein the inner ring is connected with the spring turns of the smallest diameter by its upper and lower ends, and the spring turns of the largest diameter are connected to the outer ring at its upper and lower ends, respectively.
RU2025116212U 2025-06-11 Dynamic packing for heat and mass transfer processes RU236610U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU236610U1 true RU236610U1 (en) 2025-08-14

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070007201A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-11 Honeywell International, Inc. Process reactor with layered packed bed
RU148733U1 (en) * 2014-04-22 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) NOZZLE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
RU162267U1 (en) * 2015-11-24 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) NOZZLE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
RU200778U1 (en) * 2020-06-16 2020-11-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200777U1 (en) * 2020-06-16 2020-11-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201933U1 (en) * 2020-06-16 2021-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Dynamic packing for heat and mass transfer processes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070007201A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-11 Honeywell International, Inc. Process reactor with layered packed bed
RU148733U1 (en) * 2014-04-22 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) NOZZLE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
RU162267U1 (en) * 2015-11-24 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) NOZZLE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
RU200778U1 (en) * 2020-06-16 2020-11-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200777U1 (en) * 2020-06-16 2020-11-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201933U1 (en) * 2020-06-16 2021-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Dynamic packing for heat and mass transfer processes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU186315U1 (en) MASS TRANSFER NOZZLE
RU236610U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU236611U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201960U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200833U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200835U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201932U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201933U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201974U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200837U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200863U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201934U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU202051U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU174152U1 (en) NOZZLE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE PROCESSES
RU200778U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200775U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200834U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200776U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201975U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200777U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200832U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU200836U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU205538U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU201931U1 (en) Dynamic packing for heat and mass transfer processes
RU198655U1 (en) Packing for heat and mass transfer processes