Тепломассообменное устройство с трубчатыми теплообменными модулями

Результат выполнения конструкторско-технологической разработки. Устройство относится к контактным устройствам, предназначенным для проведения тепло- и массообменных процессов в гетерогенных системах газ (пар) жидкость. Наиболее эффективно использовать данное устройство будет возможно в случае умеренных тепловых эффектов, сопровождающих сорбционные и хемосорбционные процессы, процессы ректификации. Техническим результатом является повышение коэффициента теплопередачи, повышение эффективности работы и равномерности орошения. Технический результат достигается тем, что в тепломассообменном устройстве, включающем цилиндрический корпус, теплообменные вертикальные модули, образующие между собой газожидкостные каналы, в каждом из которых установлены перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы, трубы для отвода и подачи теплоносителя в каналы теплообменных модулей, плоские гофрированные теплообменные пластины заменены теплообменными модулями, выполненными из вертикальных труб, соединенных коллектором-трубой в верхней и нижней его части. В тепломассообменном устройстве, включающем корпус (обечайку), коллектор для отвода и подачи теплоносителя, пластины и установленные перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы, каналы для теплоносителя, образованные пластинами заменяются вертикальными трубчатыми теплообменными элементами. Во внутреннюю полость трубчатых модулей подается теплоноситель, он поднимается по трубкам снизу-вверх. Пространство между модулями образует газожидкостные каналы, в каждом из которых установлены перфорированные гофрированные теплопроводящие элементы. Такая замена позволяет улучшить орошение устройства, уменьшить неравномерность распределения жидкости по сечению устройства за счет лучшей обтекаемости. За счет уменьшения сечения модулей (трубчатые модули имеют меньшее проходное сечение для теплоносителя) увеличивается скорость движения теплоносителя, и как следствие, повышается теплоотдача с его стороны. Повышается поверхность теплоотдачи, жесткость и прочность каналов, так как трубки могут выдержать большее давление. Устройство работает следующим образом. Газовая фаза подается сверху или снизу, распределяясь в газожидкостных каналах между трубчатыми модулями. Жидкая фаза подается сверху (или снизу), распределяясь по модулям и перфорированным гофрированным элементам. Фазы контактируют на их поверхности, где происходит массообменный процесс. Через трубу в теплообменный модуль подается теплоноситель (вода или пар). Таким образом, на поверхности модулей (на трубах) происходит еще и теплообменный процесс. Теплопроводящие элементы участвуют и при теплообменном процессе. Возможна работа в затопленном режиме. Выполнение гофр в виде сужающихся треугольных каналов на одной стороне, чередующимися на другой стороне обеспечивает хорошее перемешивание жидкости, легкий переход ее от модулей к теплопроводящим элементам и наоборот. Дополнительная проницаемость модулей улучшает перемешивание газовой и жидкой фазы. Обтекаемая форма в верхней и нижней части модулей позволяет потоку лучше распределяться в устройстве и не создает существенного обратного тока. Теплопроводящие элементы имеют гофры. Это позволяет элементам частично заполнять пространство между трубами.