SU685301A1 - Ситчато-клапанна тарелка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  контактировани  газа (пара) с жидкостью и может быть использовано в массообменных аппаратах нефтегазоперерабатывающей , химической, газоперерабатывающей и других отраслей народного хоз йства.

Известна тарелка, основание которой представл ет собой ситчатый горизонтальный лист с жестко закрепленными на нем перфорированными патрубками, внутри которых помещен плавающий дисковый клапан ,Наличие клапанов на такой тарелке позвол ет расширить диапазон работы и обеспечить саморегулирование тарелки: при изменении нагрузки по газу (пару). Одним из недостатков такой тарелки  вл етс  трудность ее изготовлени  и монтажа в колонне, так как во избежание заклинивани  плавающих клапанов в перфорированных стенках требуетс  выполнение минимальных допусков на вертикальность установки са-

мих патрубков и горизонтальность основани  тарелки.

Другим недостатком этой тарелки  вл етс  задержка жидкости на ее рабочей части из-за противоположного направлени  потоков газа из перфорированных патрубков и жидкостного потока. Это приводит к образованию застойных зон в газожидкостном потоке на тарелке и к снижению ее эффективности.

Известна тарелка, котора  более проста по конструкции и устран ет образование зон. Основание этой тарелки представл ет собой горизонтальный лист с отверсти ми в виде сита. На основании ее расположены в шахматном пор дке плоские клапаны, перекрывающие часть отверстий . Плоский клапан, например пр моугольной формы, устанавливаетс  на основании тарелки с зазором за счет отогнутых в сторону основани  тарелки углов клапана и имеет два закрепленных на нем стержн , пропущенных через отверсти  тарелки. Стержни фиксируют поло-

жение штапана на основании тарелки и не дают ему смещатьс  в горизонтальной ;л.ос .кости. Рабоча  смесь стержней изогнута но paaitycy, а ннйсние конны их загнуты в виде крюка и  вл ютс  ограничи тел М1г хода клапана. Стер/кии установлены в отверсти х основа1ш  тарелки с зазором и смещены к одному из краев плоского кланана, противоналожному нереливному устройству. Благодар  такой конструкции стержней и снособу их установки клапан имеет плавающий характер работы и может поворачиватьс  нод действием газовой (наровой) струи на определенный угол к плоскости основани  тарелки ,

Однако недостатком работы такой тарелки  вл етс  возможность обратного перемешивани  жидкости из-за барботировани  газа (пара) но боковым сторонам клапана. .Это приводит к поперечной неравномерности распределени  жидкости на тарелке и снижает .эффективность ее работы.

Известна тарелка, устран юща  указанный недостаток. На ситчатом основании такой тарелки выполнены в определенном пор дке пр моугольные отверсти  дл  клапанов. Над этими отверсти ми установлены пр моточные клапаны с боковыми стенками. Наличие боковых стенок предотвращает боковой барботаж, что исютючает обратное перемещение жидкости на тарелке и тем- самым повышает эффективность ее работы. Но при малых нагрузках по газу (пару), когда клапаны закрыты, над их поверхностью газ (пар) не барботирует через слой жидкоети . Поэтому над клапанами снижаетс  степень перемешивани  газа (пара) с жидкостью по сравнению о остальной поверхностью основани  тарелки. Это приводит к неравномерному распределению пузырьков газа (пара) в жидкости на всей рабочей площади тарелки, а следовательно , к снижению ее эффективности.

Наиболее близка к изобретению известна  тарелка, котора  обеспечивает равномерное распределение пузырьков газа (пара) через слой жидкости по всей рабочей площади тарелки при малых и умеренных нагрузках по газу (пару). Она содержит ситчатое основание, на котором выполнены отверсти  .с отбортовкой, причем сечение одного такого отверсти  намного больще, чем сечение отверсти  сита. Над отверсти ми с отбортовкой

расположены пр моточные клапаны, выполненные в виде перфорированной пластипы с ограничител ми в виде части по- цилиндра. Ма поверхности клапана вьптолнены отверсти  с той же разбивкой и того же диаметра, что и на самом основании тарелки.

Благодар  этому при малых и умереннь х .{агрузках по газовой (паровой) фазе на тарелке обеспечиваетс  равномерный барбота шый слой, а начальное открытие клапанов происходит при меньшей затрате энергии газа (пара).

Но при увеличении нагрузки по газу (пару), когда клапаны открыты, поток газа (пара), выход щий через отверсти  на поверхности клапана, направлен в сторону, противоположную потоку жидкости . Это способствует задержке жидкости на тарелке, что необходимо при небольших жидкостных нагрузках. С повышением нагрузки по жидкости противоток обменивающихс  фаз на переливной тарелке приводит к задержке жидкости, увеличению барботажного сло  и брызго- уноса. Это отрицательно вли ет на эффективность работы тарелки. При большой нагрузке по газу (пару), когда клапан открыт, выход щий из-под клапана газ (пар) проходит через канал большего сечени , чем сечение отверсти  сита. Вследствие этого происходит неравномерное диспергирование жидкости газом (паром) на всей рабочей площади тарелки , что также отрицательно вли ет на ее эффективность.

Целью изобретени   вл етс  увеличение эффективности ситчато-клапанной тарелки при повышенных нагрузках по газовой (паровой) и жидкой фазам.

Указанна  цель достигаетс  тем, что один конец пластины закреплен в основании тарелки, а другой снабжен перфорированной стенкой, изогнутой по рад усу , причем перфораци  стенки выполне- на в виде, прорезей, направленных под острым углом к основанию тарелки.

Перфораци  пластины вынолнена в виде прорезей, направленных в сторону переливного устройства.,

При предложенной конструкции клапана струи газа (пара) равномерно распредел ютс  в барботажном слое при любом положении клапанов, что дает воз- можность достичь равномерного диспергировани  жидкости газом (паром.) на всей рабочей площади тарелки в широком диапазоне рабочих нагрузок, и следова-

тельно, повысить эффективность работы тарелки.

На фиг. 1 схематически изображена снтчато-клапанна  тарелка, вид в плане на фиг. 2 тарелка с клапаном в разрезе; на фиг. 3 - тарелка с клапаном при максимальных нагрузках по газу (пару).

Ситчато-клапанна  тарелка состоит из основани , которое выполнено в виде ситчато-горизонтального листа 1 с отверсти ми 2 сита и пр моугольными отверсти ми 3 дл  клапанов 4, расположенных на тарелке в шахматном пор д ке. Клапан 4 расположен на оси 5 и состоит из перфорированной пластины 6 с прорез ми 7, двух боковых стенок 8 и перфорированной стенки 9, изогнутой по радиусу так, что выпукла  сторона ее направлена в сторону переливного устройства 10. Прорези 7 также направлены в сторону переливного устройства 10. В стенке 9 выполнены отверсти  в виде прорезей-11, направленных под острым углом к основанию тарелки 1. Клапан 4 снабжен ограничител ми поворота 12.

Дл  более равномерного распределени  струй газа (пара) в барботажном слое на тарелке при любом положении клапанов 4 прорези 7 и 11 выполнены с той же разбивкой, что и отверсти  2 сита и сечение каждой прорези 7 н 11 равно сечению отверсти  2.

Тарелка работает следующим образом .

При малых нагрузках по газу (пару) клапан 4 закрыт и газ (пар) проходит через отверсти  2 сита перекрестным потоком и через прорези 7 пр мотоком, Выход щий из прорезей 7 поток газа (пара) увлекает за собой жидкость в направлении переливного устройства 10, что увеличивает скорость движени  жидкости на тарелке и, следовательно , позвол ет работать с повышенными нагрузками по жидкости.

С увеличением нагрузки по г-азу (пару) клапан 4 открываетс  и поток газа (пара) проходит также через прорези 11, выполненные в стенке 9. Этот поток направлен под острым углом к основанию тарелки, что также увеличивает скорость цвижеии  жидкости на тарелке. Наличие перфорированной стенки 9 дает возмохшость равномерно распределить струи газа (пара) в барботаишом слое на тарелке при повышенных нагрузках по газу (пару), когда клапан 4 открыт, а выполнение в стенке 9 отверстий в виде прорезей 11, направленных под острым углом к основанию тарелки 1, не- обходимо дл  того, чтобы поток газа (пара) из этих прорезей не был направлен на поток газа (пара) из отверстий 2 сита. Это предотвращает местную (локальную ) переконцентрацию пузырьков газа (пара) в жидкости и устран ет колебани  в барботажном слое на тарелке. Направление в перфорированной пластине клапана в сторону переливного устройства позвол ет повысить нагрузку по жидкости в области эффективной работы .тарелки.

Благодар  равномерному распопоженшо и выбору одинакового сечени  всех отверстий дл  прохода газа (пара) на тарелке при любом положении клапанов струн газа (пара) распредел ютс  равномерно в барботажном слое н таким образом эффективность тарелки увеличиваетс  на 1О- 15% в широком диапазоне рабочих нагрузок .

Claims (2)

1. Ситчато-клапанна  тарелка, содержаща  основание с отверсти ми, в которых установлены пр моточные клапаны п виде перфорированной пластины с ограничитель-

-ными элементами, отличающа  - с   тем, что, с целью увеличени  эффективности работы тарелки при повышенных нагрузках по газовой (паровой) и жидкой фазам, один конец пластинв: закреплен в

основании тарелки, а другой снабжен перфорированной стенкой, изогнутой по радиусу , причем перфораци  стенки выполнена виде прорезей, направленных под острымуглом к основанию тарелк и .

2. Тарелка по п. 1 о тл и ч а ю щ а   с   тем, что перфораци  пластины выпйЩ1ена в виде прорезей, направленных в сторону переливного устройства.

5 6

n

(puz-l

Фиг.З