RU120574U1 - MASS TRANSFER PLATE FOR COLUMN APPARATUS - Google Patents

Abstract

1. Массообменная тарелка для колонного аппарата, включающая основание с отверстиями для прохода пара (газа) с примыкающим приемным карманом, переливное устройство, имеющее сливную планку, газоотводящие трубки, отличающаяся тем, что между переливным устройством и основанием выполнен отсек для дегазации, образованный частью сливной планки, расположенной ниже основания, и установленной дополнительной пластиной, примыкающей верхней кромкой к нижней части основания, а боковыми частями примыкающей к корпусу колонного аппарата, при этом нижний торец дополнительной пластины установлен в приемном кармане нижележащей массообменной тарелки, отсек для дегазации сверху закрыт полотном, снабженным газоотводящими трубками. ! 2. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что газоотводящие трубки снабжены каплеотбойниками. ! 3. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что нижняя кромка сливной планки выше нижней кромки дополнительной пластины. ! 4. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что ширина отсека для дегазации составляет от 0,5 до 3 высоты сливной планки над основанием. ! 5. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что полотно отсека для дегазации имеет отверстия для слива жидкости. ! 6. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.5, отличающаяся тем, что отверстия для слива жидкости выполнены в виде прорезей, при этом прорезь выполнена с одной из сторон от газоотводящих трубок или с обеих сторон от газоотводящих трубок вдоль сливной планки. 1. Mass exchange plate for the column apparatus, including a base with holes for the passage of steam (gas) with an adjoining receiving pocket, an overflow device having a drain bar, gas outlet pipes, characterized in that between the overflow device and the base there is a degassing compartment formed by a part of the drain a strip located below the base, and an additional plate installed, adjacent the upper edge to the lower part of the base, and with the lateral parts adjacent to the column apparatus body, while the lower end of the additional plate is installed in the receiving pocket of the underlying mass transfer plate, the degassing compartment is closed from above with a cloth equipped with gas pipes. ! 2. A mass exchange tray for a column apparatus according to claim 1, characterized in that the gas outlet tubes are equipped with drop separators. ! 3. Mass transfer tray for the column apparatus according to claim 1, characterized in that the lower edge of the drain bar is higher than the lower edge of the additional plate. ! 4. The mass exchange tray for the column apparatus according to claim 1, characterized in that the width of the degassing compartment is from 0.5 to 3 times the height of the drain bar above the base. ! 5. A mass exchange tray for the column apparatus according to claim 1, characterized in that the sheet of the degassing compartment has holes for draining the liquid. ! 6. The mass exchange tray for the column apparatus according to claim 5, characterized in that the holes for draining the liquid are made in the form of slots, wherein the slot is made on one side of the gas outlet pipes or on both sides of the gas outlet tubes along the drain bar.

Description

Полезная модель относится к конструкции контактных устройств абсорбционных и ректификационных колонн и может быть использована в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.The utility model relates to the design of contact devices for absorption and distillation columns and can be used in gas, oil, petrochemical and other industries.

Известна тарелка клапанная, содержащая основание с отверстиями для прохода пара (газа), трапециевидные клапаны с ножками, вставленные в отверстия, и примыкающее к основанию переливное устройство для жидкости, имеющее переливную планку, в виде вертикальной перегородки. Основание у переливного устройства снабжено трубами с антизавихрителем наверху и разбрызгивателем внизу, а под трубами установлен в плотную к переливной планке перфорированный лист, частично перекрывающий межтарельчатое пространство, при этом перфорированный лист установлен с уклоном в сторону переливного устройства и снабжен перфорированной перегородкой (Патент РФ на полезную модель №38297, МПК 7 B01D 3/30, опубл. 10.06.2004).Known valve plate containing a base with holes for the passage of steam (gas), trapezoidal valves with legs inserted into the holes, and adjacent to the base overflow device for liquid having an overflow bar, in the form of a vertical partition. The base of the overflow device is equipped with pipes with an anti-swirl at the top and a sprinkler at the bottom, and a perforated sheet partially overlapping the inter-tray space is installed under the pipes in a tight to the overflow bar, while the perforated sheet is installed with a slope towards the overflow device and is equipped with a perforated partition (RF Patent for Useful Model No. 38297, IPC 7 B01D 3/30, publ. 06/10/2004).

Общими признаками известного и предлагаемого решений являютсяCommon features of known and proposed solutions are

- основание с отверстиями для прохода пара (газа);- a base with holes for the passage of steam (gas);

- примыкающее к основанию переливное устройство для жидкости с переливной планкой;- adjoining to the base overflow device for liquid with overflow bar;

- трубы, установленные у переливного устройства.- pipes installed at the overflow device.

Недостатками известной конструкции тарелки является плохая дегазация жидкости в переливном кармане, что приводит к возврату паров с вышележащей тарелки на нижележащую, тем самым снижается движущая сила и эффективность массообмена, также работа данной конструкции на больших нагрузках по жидкости вызывает интенсивное пенообразование, увеличение уровня жидкости в приемном кармане выше переливной планки. Это снижает эффективность и надежность работы тарелки и может привести к захлебыванию колонны.The disadvantages of the known design of the plate is the poor degassing of the liquid in the overflow pocket, which leads to the return of vapors from the overlying plate to the underlying one, thereby reducing the driving force and mass transfer efficiency, and the operation of this design at high liquid loads causes intense foaming, an increase in the level of liquid in the receiving pocket above the overflow bar. This reduces the efficiency and reliability of the plate and can lead to flooding of the column.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является массообменная тарелка, содержащая основание с отверстиями для прохода пара (газа) с примыкающими приемным карманом, снабженным переливной планкой, и переливным устройством, имеющим сливную планку, снабженным газоотводящими трубками, нижние концы которых расположены вблизи сливной планки, верхние концы газоотводящих трубок размещены в непосредственной близости от стенки колонны, а над нижними частями газоотводящих трубок установлен рассекатель жидкости, выполненный в виде тонких горизонтальных прутков или пластин. (Патент РФ на изобретение №2194560, МПК⁷ B01D 3/20, опубл. 20.12.2002).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is a mass transfer plate containing a base with holes for the passage of steam (gas) with an adjacent receiving pocket equipped with an overflow bar, and an overflow device having a drain bar equipped with gas pipes, the lower ends of which located near the drain plate, the upper ends of the exhaust pipes are placed in the immediate vicinity of the column wall, and above the lower parts of the exhaust pipes a liquid divider is installed, made in the form of thin horizontal rods or plates. (RF patent for the invention No. 2194560, IPC ⁷ B01D 3/20, publ. 12/20/2002).

Общими признаками известного и предлагаемого решений являютсяCommon features of known and proposed solutions are

- основание с отверстиями для прохода пара (газа) с примыкающими приемным карманом и переливным устройством, имеющим сливную планку;- a base with holes for the passage of steam (gas) with adjacent receiving pocket and an overflow device having a drain bar;

- газоотводящие трубки.- gas exhaust pipes.

Недостатками известной конструкции тарелки являются, отсутствие эффективной дегазации и успокоения жидкости непосредственно перед верхней частью сливной планкой, а также жидкости, проходящей под сливной планкой массообменной тарелки и попадающей на основание нижележащей массообменной тарелки, что влечет за собой возврат газа с вышележащей тарелки. Это может привести к захлебывания колонны, что снижает эффективность и надежность работы тарелки при повышении нагрузки тарелки по жидкости.The disadvantages of the known design of the plate are the lack of effective degassing and soothing of the liquid directly in front of the upper part of the drain plate, as well as the liquid passing under the drain plate of the mass transfer plate and falling on the base of the underlying mass transfer plate, which entails the return of gas from the overlying plate. This can lead to flooding of the column, which reduces the efficiency and reliability of the plate while increasing the plate load on the liquid.

Техническим результатом является расширение диапазона эффективной и надежной работы массообменной тарелки, за счет повышения пропускной способности тарелки по жидкости.The technical result is to expand the range of effective and reliable operation of the mass transfer plate, by increasing the throughput of the plate in liquid.

Этот результат достигается тем, что в известной массообменной тарелке для колонного аппарата, включающей основание с отверстиями для прохода пара (газа) с примыкающим приемным карманом, переливное устройство, имеющее сливную планку, газоотводящие трубки, новым является то, что между переливным устройством и основанием выполнен отсек для дегазации, образованный частью сливной планки, расположенной ниже основания и установленной дополнительной пластиной, примыкающей верхней кромкой к нижней части основания, а боковыми частями примыкающей к корпусу колонного аппарата, при этом нижний торец дополнительной пластины установлен в приемном кармане нижележащей массообменной тарелки, отсек для дегазации сверху закрыт полотном, снабженным газоотводящими трубками.This result is achieved in that in a known mass transfer plate for a column apparatus, including a base with holes for the passage of steam (gas) with an adjacent receiving pocket, an overflow device having a drain bar, exhaust pipes, new is that between the overflow device and the base is made the degassing compartment, formed by a part of the drain bar located below the base and installed by an additional plate adjacent the upper edge to the lower part of the base and adjacent to the side parts it to the body of the column apparatus, while the lower end of the additional plate is installed in the receiving pocket of the underlying mass transfer plate, the degassing compartment is closed from above with a cloth equipped with gas exhaust pipes.

Кроме того, газоотводящие трубки могут быть снабжены каплеотбойниками.In addition, the exhaust pipes can be equipped with drop eliminators.

Кроме того, нижний торец сливной планки может быть расположена выше нижнего торца дополнительной пластины.In addition, the lower end of the drain plate may be located above the lower end of the additional plate.

Кроме того, ширина отсека для дегазации может составлять от 0,5 до 3 высоты сливной планки над основанием.In addition, the width of the degassing compartment may be from 0.5 to 3 heights of the drain strip above the base.

Кроме того, полотно отсека для дегазации может иметь отверстия для слива жидкости.In addition, the cloth of the degassing compartment may have openings for draining the liquid.

Кроме того, отверстия для слива жидкости могут быть выполнены в виде прорезей, при этом прорезь может быть выполнена с одной из стороны от газоотводящих трубок или с обеих сторон от газоотводящих трубок вдоль сливной планки.In addition, the holes for draining the liquid can be made in the form of slots, while the slot can be made on one side of the exhaust pipes or on both sides of the exhaust pipes along the drain strip.

Предлагаемая совокупность признаков, а именно: выполнение отсека для дегазации, снабженным газоотводящими трубками, непосредственно перед переливной планкой позволяет обеспечить дегазацию и успокоение жидкости на полотне отсека для дегазации перед поступлением ее в переливное устройство, дегазацию жидкости в переливном устройстве перед поступлением на основание нижележащей тарелки, что позволяет увеличить пропускную способность тарелки по жидкости, исключив режим «захлебывания» в широком диапазоне нагрузок по жидкости. При этом жидкость, перетекающая через верхнюю часть сливной планки падает на дно переливного кармана, закручивается, образуя вихрь который попадает в отсек для дегазации, где происходит отделение газа захваченного жидкостью в момент падения с верхней тарелки, отделившийся газ отводится через газоотводящие трубки, тем самым обеспечивается раздельное течение газа и жидкости в переливном устройстве. В итоге достигается технический результат - расширение диапазона устойчивой и эффективной работы массообменной тарелки в целом.The proposed set of features, namely: the implementation of the degassing compartment, equipped with exhaust pipes, immediately in front of the overflow bar allows the degassing and quieting of the liquid on the canvas of the degassing compartment before it enters the overflow device, the degassing of the liquid in the overflow device before entering the base of the underlying plate, which allows to increase the plate's liquid throughput by eliminating the “flooding” mode in a wide range of liquid loads. In this case, the liquid flowing through the upper part of the drain plate falls to the bottom of the overflow pocket, swirls, forming a vortex that enters the degassing compartment, where the gas trapped in the liquid is separated at the moment of falling from the upper plate, the separated gas is discharged through the exhaust pipes, thereby ensuring separate flow of gas and liquid in an overflow device. As a result, a technical result is achieved - expanding the range of stable and efficient operation of the mass transfer plate as a whole.

Снабжение газоотводящих трубок каплеотбойником позволяет исключить вторичный унос капель жидкости на вышележащую массообменную тарелку, а также исключает попадание жидкости в газоотводящие трубки с верхнего полотна, обеспечив эффективный отвод газа из отсека для дегазации, увеличивая диапазон работы переливного устройства.The supply of the exhaust pipes with a droplet eliminator eliminates the secondary entrainment of liquid droplets on the overlying mass transfer plate, and also eliminates the ingress of liquid into the exhaust pipes from the upper web, providing effective gas removal from the degassing compartment, increasing the operating range of the overflow device.

За счет возможного расположения нижнего торца сливной планки выше нижнего торца дополнительной пластины способствует увеличению проходного сечения переливного устройства, что увеличит его пропускную способность по жидкости, а также эффективному отводу газа через отсек для дегазации на больших нагрузках по жидкости, когда переливное устройство заполнено жидкостью больше 50%.Due to the possible location of the lower end of the drain plate above the lower end of the additional plate, it increases the flow area of the overflow device, which will increase its liquid throughput, as well as the effective gas removal through the degassing compartment at high liquid loads, when the overflow device is filled with a liquid greater than 50 %

Выполнение в полотне отсека для дегазации отверстий для слива жидкости, например, в виде перфорации либо выполнение отверстий для слива жидкости в виде прорези между сливной планкой и газоотводящими трубками, позволяет снизить количество жидкости, поступающей в переливное устройство, за счет отвода ее части через отсек для дегазации, что также снижает нагрузку на переливное устройство и повышает производительность тарелки по жидкости.The execution in the canvas of the compartment for the degassing of holes for draining the liquid, for example, in the form of perforations or the holes for draining the liquid in the form of a slot between the drain plate and the exhaust pipes, allows to reduce the amount of liquid entering the overflow device by draining its part through the compartment for degassing, which also reduces the load on the overflow device and increases the performance of the plate in liquid.

Выполнение в полотне отсека для дегазации прорезей до газоотводящих патрубков упорядочит движение потока газа и жидкости в отсеке для дегазации. В этом случае жидкость, провалившаяся в прорезь, плавно стекает по дополнительной пластине на дно переливного устройства, не мешая газу двигаться по нижней стороне сливной планки.The execution in the canvas of the compartment for degassing slots to the exhaust pipes will streamline the flow of gas and liquid in the compartment for degassing. In this case, the liquid that has fallen into the slot smoothly flows down the additional plate to the bottom of the overflow device, without interfering with the gas moving along the underside of the drain plate.

Выполнение в полотне отсека для дегазации прорези до и после газоотводящих трубок, позволяет максимально разгрузить переливное устройство по жидкости.The execution in the canvas of the compartment for degassing slots before and after the exhaust pipes, allows you to unload the overflow device in liquid.

Расположение и количество прорезей либо отверстий на полотне зависит от нагрузки по жидкости на тарелку.The location and number of slots or holes on the canvas depends on the fluid load on the plate.

На фигурах 1 представлена массообменная тарелка для колонного аппарата в аксонометрии, на фигуре 2 - сечение колонного аппарата, на фигуре 3, 4 показан вид массообменной тарелки сверху.In figures 1 presents a mass transfer plate for a column apparatus in a perspective view, in figure 2 is a section of a column apparatus, in figures 3, 4 shows a top view of a mass transfer plate.

Массообменная тарелка для колонного аппарата включает основание 1 с отверстиями для прохода пара (газа) 2, установленное в корпусе 3 колонного аппарата. Отверстия для прохода пара (газа) 2 могут быть снабжены клапанами, колпачками и другими контактными элементами. К основанию 1 примыкает приемный карман 4 для жидкости с вышележащей массообменной тарелки. Массообменная тарелка имеет переливное устройство 5, образованное сливной планкой 6 и корпусом 3. Между основанием 1 и переливным устройством 5 выполнен отсек для дегазации 7, образованный частью сливной планки 6, расположенной ниже основания 1 и установленной дополнительной пластиной 8, примыкающей верхней кромкой к нижней части основания 1, а боковыми частями примыкающей к корпусу 3. Отсек для дегазации 7 сверху закрыт полотном 9, который может быть расположен в одной плоскости с основанием 1, а может быть расположен с заглублением относительно основания 1 (на фигурах не показано). Полотно 9 снабжено газоотводящими трубками 10. Нижний торец дополнительной пластины 8 установлен в приемном кармане 4 нижележащей массообменной тарелки. При этом нижний торец сливной планки 6 может быть расположен выше нижнего торца дополнительной пластины 8.Mass-exchange plate for the column apparatus includes a base 1 with holes for the passage of steam (gas) 2, installed in the housing 3 of the column apparatus. The holes for the passage of steam (gas) 2 can be equipped with valves, caps and other contact elements. To the base 1 is adjacent a receiving pocket 4 for liquid from the overlying mass transfer plate. The mass transfer plate has an overflow device 5 formed by a drain plate 6 and a housing 3. Between the base 1 and the overflow device 5 there is a degassing compartment 7 formed by a part of the drain plate 6 located below the base 1 and installed with an additional plate 8 adjacent the upper edge to the lower part base 1, and the side parts adjacent to the housing 3. The compartment for degassing 7 is closed from above by a blade 9, which can be located in the same plane with the base 1, and can be located with a recess on base 1 (on figures are not shown). The blade 9 is equipped with exhaust pipes 10. The lower end of the additional plate 8 is installed in the receiving pocket 4 of the underlying mass transfer plate. In this case, the lower end of the drain plate 6 can be located above the lower end of the additional plate 8.

Ширина «а» отсека для дегазации 7 может составлять от 0,5 до 3 высоты «h» сливной планки 6, расположенной над основанием 1 (см. фиг.2).The width "a" of the degassing compartment 7 may be from 0.5 to 3 of the height "h" of the drain plate 6 located above the base 1 (see figure 2).

Газоотводящие трубки 10 снабжены каплеотбойниками 11. Количество и диаметр газоотводящих трубок 10 рассчитывается в зависимости от нагрузок по пару и жидкости на массобменную тарелку.The gas outlet tubes 10 are equipped with drop eliminators 11. The number and diameter of the gas outlet tubes 10 is calculated depending on the steam and liquid loads on the mass transfer plate.

Кроме того, полотно 9 над отсеком для дегазации 7 может быть выполнено с отверстиями, например, в виде перфорации 12 (см. фиг.3), либо в виде прорези 13, выполненной между газоотводящими трубками 10 и сливной планкой 6 (см. фиг.4) или в виде прорези 14 перед газоотводящими трубками 10 или одновременно с обеих сторон от газоотводящих трубок 10, т.е. - и прорези 13, и прорези 14. Причем прорези 13 и прорези 14 выполнены вдоль сливной планки 6 и длина их соизмерима с длиной планки 6.In addition, the web 9 above the degassing compartment 7 can be made with holes, for example, in the form of a perforation 12 (see Fig. 3), or in the form of a slot 13 made between the exhaust pipes 10 and the drain plate 6 (see. 4) either in the form of a slot 14 in front of the exhaust pipes 10 or simultaneously on both sides of the exhaust pipes 10, i.e. - and the slots 13 and slots 14. Moreover, the slots 13 and slots 14 are made along the drain strip 6 and their length is comparable with the length of the strip 6.

Массообменная тарелка работает следующим образом.Mass transfer plate works as follows.

Жидкость из приемного кармана 4 поступает на основание 1 и контактирует с газом, поступающим через отверстия для прохода пара (газа) 2. Образовавшаяся газожидкостная смесь, двигаясь по основанию 1 к полотну 9, попадая на него, частично дегазируется и далее жидкость переливается через сливную планку 6. При больших нагрузках по жидкости часть жидкости с полотна 9 может отводится через прорезь 13 или прорезь 14, или одновременно через прорези 13 и 14 в отсек для дегазации 7, а основная часть жидкости перетекает через верхнюю часть сливной планки 6, попадая в переливное устройство 5 и далее в приемный карман 4 нижележащей тарелки. Поток жидкости, падая в приемный карман 4, закручивается, образуя вихрь, выходящий в отсек для дегазации 7, где газ, захваченный в момент падения, легко отделяется от жидкости и через газоотводящие трубки 10 и каплеотбойники 11 возвращается в межтарельчатое пространство вышележащей тарелки, а капли жидкости, унесенные с газом, задерживаются на нижней стороне каплеотбойника 11, стекая на полотно 9. Пройдя отсек для дегазации 7, дегазированная жидкость, поступает на основание 1 нижележащей тарелки.The liquid from the receiving pocket 4 enters the base 1 and is in contact with the gas entering through the openings for the passage of steam (gas) 2. The resulting gas-liquid mixture, moving along the base 1 to the web 9, getting on it, is partially degassed and then the liquid overflows through the drain plate 6. At high fluid loads, part of the liquid from the web 9 can be discharged through the slot 13 or slot 14, or simultaneously through the slots 13 and 14 into the degassing compartment 7, and the bulk of the liquid flows through the upper part of the drain plate 6, bottom Separated into overflow device 5 and into receiving pocket 4 underlying tray. The fluid flow, falling into the receiving pocket 4, swirls, forming a vortex that exits into the degassing compartment 7, where the gas trapped at the time of falling is easily separated from the fluid and returns through the gas extraction tubes 10 and drop eliminators 11 to the inter-tray space of the overlying plate, and drops liquids entrained with gas are trapped on the lower side of the drop eliminator 11, draining onto the web 9. After passing through the degassing compartment 7, the degassed liquid enters the base 1 of the underlying tray.

Claims (6)

1. Массообменная тарелка для колонного аппарата, включающая основание с отверстиями для прохода пара (газа) с примыкающим приемным карманом, переливное устройство, имеющее сливную планку, газоотводящие трубки, отличающаяся тем, что между переливным устройством и основанием выполнен отсек для дегазации, образованный частью сливной планки, расположенной ниже основания, и установленной дополнительной пластиной, примыкающей верхней кромкой к нижней части основания, а боковыми частями примыкающей к корпусу колонного аппарата, при этом нижний торец дополнительной пластины установлен в приемном кармане нижележащей массообменной тарелки, отсек для дегазации сверху закрыт полотном, снабженным газоотводящими трубками.1. Mass transfer plate for a column apparatus, including a base with holes for the passage of steam (gas) with an adjacent receiving pocket, an overflow device having a drain bar, exhaust pipes, characterized in that between the overflow device and the base there is a degassing compartment formed by a part of the drain a strip located below the base and installed with an additional plate adjacent the upper edge to the lower part of the base and the side parts adjacent to the body of the column apparatus, while the lower second end of the additional plate is mounted in a receiving pocket of the underlying mass transfer plates, the degassing compartment closed top web provided with vent tubes. 2. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что газоотводящие трубки снабжены каплеотбойниками.2. Mass transfer plate for the column apparatus according to claim 1, characterized in that the exhaust pipes are equipped with drop eliminators. 3. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что нижняя кромка сливной планки выше нижней кромки дополнительной пластины.3. Mass transfer plate for a column apparatus according to claim 1, characterized in that the lower edge of the drain plate is higher than the lower edge of the additional plate. 4. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что ширина отсека для дегазации составляет от 0,5 до 3 высоты сливной планки над основанием.4. Mass transfer plate for the column apparatus according to claim 1, characterized in that the width of the degassing compartment is from 0.5 to 3 the height of the drain plate above the base. 5. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что полотно отсека для дегазации имеет отверстия для слива жидкости.5. Mass transfer plate for the column apparatus according to claim 1, characterized in that the cloth of the degassing compartment has openings for draining the liquid. 6. Массообменная тарелка для колонного аппарата по п.5, отличающаяся тем, что отверстия для слива жидкости выполнены в виде прорезей, при этом прорезь выполнена с одной из сторон от газоотводящих трубок или с обеих сторон от газоотводящих трубок вдоль сливной планки.

6. Mass transfer plate for the column apparatus according to claim 5, characterized in that the holes for draining the liquid are made in the form of slots, while the slot is made on one side of the exhaust pipes or on both sides of the exhaust pipes along the drain strip.