SU814382A1 - Контактное устройство - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для контактирования жидкости и пара (газа) и может быть использовано в химической, нефтехимической, $ нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности в качестве конструкции для. проведении абсорбционных и ректификационных процессов.

Известна контактная тарелка, включающая основание с отверстиями, над которыми расположены прямоточные клапаны и ограничительные элементы, причем клапан выполнен в виде части полого цилиндра Д11.

Известно контактное устройство 15 ректификационной колонны, состоящее из тарелок и листов с отверстиями, которые устанавливаются параллельно тарелкам на расстоянии, близком к уровню переливного порога 121. *0

Наиболее близким к предлагаемому является контактное устройство в виде ситчатой тарелки с цилиндрическим переливом (.3] . 25

Недостатком такой тарелки является узкий диапазон эффективной работы, так как при снижении скорости пара начинается значительный провал ее через отверстия, при повышении ско- jq рости - значительное увеличение уноса жидкости на вышележащую тарелку.

Цель изобретения - повышение эффективности и диапазона устойчивой работы контактного устройства при больших расходах по жидкости и газу.

Указанная цель достигается тем, что каждая перфорированная тарелка снабжена клапанной тарелкой, установленной под ней на расстоянии, равном 1/3-1/6 расстояния между перфорированными тарелками с переливным патрубком в центральной части ее. Цилиндрические патрубки обеих тарелок расположены коаксиально, а Переливной патрубок перфорированной тарелки имеет перфорацию на боковой стенке тарелки; клапан выполнен в виде части кругового сектора с цапфами, смещенными к одной из прямых сторон; клапаны расположены с перекрытием относительно друг друга и выполнены с отбортовкой.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1,’ на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Контактное устройство состоит из перфорированной тарелки 1 с цилинд3 рическим переливом 2,имеющим перфорацию 3, и клапанной тарелки 4, включающей клапаны в виде круговых секторов 5, переливное устройство б и ограничитель 7. подъема'клапанов.

Тарелка работает следующим образом.

Жидкость поступает на перфорированную тарелку 1 и сливается через осевой перелив. Часть жидкости .через перфорацию поступает в клапанную , „ тарелку.4 и сливается через перелив · этой тарелки. Пар подходит снизу к клапанной тарелке, проходит через нее,контактируя со слоем жидкости, а затем Поступает на перфорированную тарелку 1. При больших расходах J5 по газу (пару)'и жидкости ситчатая тарелка, обладающая большим свободным сечением, работает при скорости газа в этом сечении, соответствующей нормальному допустимому уносу жид- 20 кости (до 20%).

Перелив работает с некоторым за-· . пасом по уровню жидкости в нем, так как часть жидкости переливается по перфорации в стенка.х в перелив клапан-25 ной тарелки. Однако конструкция поз воляет работать и с несколько более высокими'расходами по жидкости и га зу, так как часть жидкости, уносимая с тарелки, задерживается в двух жидкостных пленках, вытекающих из обеих

переливов, т.е. на верхней клапанной тарелке. Клапаны этой тарелки находятся в крайнем верхнем положении (под углом 30-45° к горизонтальной плоскости). При повороте газового потока в клапанах капли жидкости, увлекаемые им, по инерции движутся вверх и оседают в виде жидкостной пленки на поверхности клапанов. Затем в виде больших капель они отры- 40 ваются от кромок и падают вниз. Кап ли же, увлекаемые потоком газа, движутся под небольшим углом к горизонту и.проходят большой путь, часть их также падает вниз. Это приводит к повышению диапазона устойчивой работы, причем эффективность устройства высокая в связи с тем, что контакт газа (пара) и жидкости осуществляется и на основной ситчатой тарелке и в 2~х зонах контакта, обра~ зуемых жидкостью, вытекающей из обоих переливов, и частично на клапанной тарелке. Увеличение расхода жидкости не приводит к захлебыванию перелива, потому,что ее расход перераспредели- 55 ется на оба перелива.

При 'сниженных'расходах пара тарелка начинает работать в провальном режиме. Часть жидкости проваливает- &Q ся на нижнюю клапанную тарелку, которая начинает работать в барботажном (или прямоточном) рёжиме, так как степень открытия клапанов зависит от расхода газа (пара), и при 65 снижении его клапаны прикрываются. Жидкость с клапанной тарелки сливается по своему ; переливу. В этом Ьлучае эффективность устройства высокая, значение КПД ситчатой тарелки в провальном режиме вполне удовлетворительно, а клапанной тарелки в барботажном режиме - высокое. Сопротивление устройства незначительно превышает сопротивление ситчатой переливной тарелки, в связи с тем,, что при больших нагрузках по пару клапанная тарелка работает при полном открытии клапанов, и ее сопротивление незначительно.

При малых нагрузках по пару клапанная тарелка также имеет небольшое сопротивление, как и ситчатая тарелка.

·. Следует отметить, что предлагаемое устройство требует такое же межтарелочное расстояние (или большее на 10-15%), как и обычные барботажные тарелки.

Устройство можно конструировать как с одним, так и с несколькими переливами (сдвоенными).

Предлагаемое контактное устройство целесообразно использовать в ректификационных и абсорбционных колоннах при больших нагрузках по жидкости и газу (пару)и в случае необходимости иметь высокую чистоту продукта при широком диапазоне эффективной работы. Это особенно актуально для колонн большой мощности установок большой производительности, например колонн узла низкотемпературного газоразделения таких крупных этиленовых установок, как ЭП-300, ЭП-600.

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к устройствам дл  контактировани  жидкости и пара (газа) и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отрас л х промьшшенности в качестве конструкции дл . проведении абсорбционных и ректификационных процессов. Известна контактна  тарелка, вклю чак ца  основание с отверсти ми, над которыми расположены пр моточные кла паны и ограничительные элементы, при чем клапан выполнен в виде части пол го цилиндра ЛИИзвестно контактное устройство ректификационной колонны, состо щее из тарелок и листов с отверсти ми, которые устанавливаютс  параллельно тарелкам на рассто нии, близком к уровню переливного порога 121. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  контактное устройство в вид ситчатой тарелки с цилиндрическим переливом З. Недостатком такой тарелки  вл етс узкий диапазон эффективной работы, так как при снижении скорости пара начинаетс  значительный провал ее через отверсти , при повьипении скорости - значительное увеличение уноса жидкости на вышележащую тарелку. Цель изобретени  - повышение эффективности и диапазона устойчивой работы контактного устройства при больших расходах по жидкости и газу. Указанна  цель достигаетс  тем, что кажда  перфорированна  тарелка снабжена Клапанной тарелкой, установленной под ней на рассто нии, равном 1/3-1/6 рассто ни  между перфорированными тарелками с переливным патрубком в центральной части ее. Цилиндрические патрубки обеих тарелок расположены коаксиально, а Переливной патрубок перфорированной тарелки имеет перфорацию на боковой стенке тарелки; клапан выполнен в виде части кругового сектора с цапфами, смещенными к одной из пр мых сторон; клапаны расположены с перекрытием относительно друг друга и выполнены с отбортовкой. На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрезJ на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение В-Б на фиг.
2. 2. Контактное устройство состоит из перфорированной тарелки 1 с цилиндрическим переливом 2,имеющим перфора цию 3, и клапанной тарелки 4, включагадей клапаны в виде круговых секторов 5, переливное устройство 6 и ограничитель 7. подъема-клапанов. Тарелка работает следу эдим: образом . Жидкость поступает на перфорированную тарелку 1 и сливаетс  через осевой перелив. Часть жидкости .через перфорацию поступает в клапанную тарелку.4 и сливаетс  через перелив этой тарелки. Пар подкоднт снизу к клапанной тарелке, проходит через нее., контактиру  со слоем жидкости, а затем Наступает на перфорированную тарелку 1. При больших расходах по газу (пару)и жидкости ситчата  тарелка, об.ладающан большим свободным сечением, работает при скорости газа в этом сечении, соответствующей нормальному допустимог у уносу жидкости (до 20%). Перелив работает с некоторым запасом по уровню жидкости в нем, так как часть жидкости переливаетс  по перфорации в стенка.х в перелив клапа ной тарелки. Однако конструкци  позвол ет работать и с несколько более высокимиРасходами по жидкости и газу , так как часть жидкости, уносима  с тарелки, задерживаетс  в двух жид костных пленках, вытекающих из обеих переливов, т.е. на верхней клапанной тарелке. Клапаны этой тарелки наход тс  в крайнем верхнем положении (под углом 30-45° к горизонтальной . плоскости). При повороте газового потока в клапанах капли жидкости, увлекаемые им, по инерции движутс  вверх и оседают в виде жидкостной пленки на поверхности клапанов. Затем в В1еде больших капель они отрываютс  от кромок и падают вниз. Кап ли же, увлекаег-1ые потоком газа, движутс  под небольшим углом к горизонту и.проход т большой путь, часть их также падает вниз, Это при водит к повышению диапазона устойчивой работы, причем эффективность устройства высока  в св зи с тем, что контакт газа (пара) и жидкости осуществл етс  и на основной ситчат тарелке и в зона.х контакта, обр зуемых жидкостью, вытекающей из обо переливов, и частично на клапанной тарелке. Увеличение расхода жидкост не приводит к захлебыванию перелива потому,что ее расход перера.спред«л  етс  на оба перелива. При сниженных расходах пара таре ка начинает работать в провсшьном режиме. Часть жидкости проваливаетс  на нижнюю клапанную тарелку, котора  начинает работать в барботажном (или пр моточном) режиме, так как степень открыти  клапанов зави:;ит от расхода газа (пара), и при нижении его клапаны прикрываютс . идкость с клапаннор тарелки сливатс  по своему : переливу. В этом лучае эффективность устройства выока , значение КПД ситчатой тарели в провальном режиме вполне удоветворительно , а клапанной тарелки барботажном режиме - высокое. Сопротивление устройства незначительно превышает сопротивление ситчатой переливной тарелки, в св зи с тем,, что при больших нагрузках по пару клапанна  тарелка работает при полном открытии клапанов, и ее сопротивление незначительно . При малых нагрузках по пару клапанна  тарелка также имеет небольшое сопротивление, как и ситчата  тарелка. . Следует отметить, что предлагаемое устройство требует такое же мёжтарелочное рассто ние (или большее на 10-15%), как и обычные барботажные тарелки. Устройство можно конструировать как с одним, так и с несколькими переливами (сдвоенными). Предлагаемое контактное устройство целесообразно использовать в ректификационных и абсорбционных колоннах при больших нагрузках по жидкости и газу (пару)и в случае необходимости иметь высокую чистоту продукта при широком диапазоне эффективной работы. Это особенно актуально дл  колонн большой мощности установок большой производительности, например колонн узла низкотемпературного газоразделени  таких крупных этиленовых установок, как ЭП-300, ЭП-600. Формула изобретени  1. Контактное устройство, включающее перфорированные тарелки с цилиндрическими переливными патрубками, имеющиг ш отражательный диск, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности и диапазона устойчивой работы, кажда  перфорированна  тарелка снабжена клапанной тарелкой, установленной н.ад ней на рассто нии, равном 1/3-1/6 рассто ни  между перфорированными тарелками с переливным патрубком в центральной части ее, 2„ Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, что цилиндрические патрубки обеих, тарелок расположены коаксиадьно, а переливной патрубок перфорированной тарелки имеет перфорацию на боковой стенке тарелки.
3. 3. Устройство по п,1, о.т л и чающеес  тем, что клапан тарелки выполнен в виде части кругового сектора с цапфами, смещенными к о.дной из пр мых сторон.

   4. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что клапаны расположены с перекрытием относительно друг друга и выполнены с отбортовкой .
4. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР № 492290, кл. В 01 О 3/30, 1972.

   2.За вка Японии 51-48150, опублик. 1976.

   3.Авторское свидетельство СССР № 194764, кл. В 01 О 3/22, 1964.

   Фиг.1 Д-А