SU899049A1 - Контактна тарелка дл массообменных аппаратов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к контактным устройствам, предназначенным дл  тепломассообменных процессов, например процессов ректифика1О1И, абсорбции, теплообмена, жидкость газ при непосредственном контакте, в особенности дл  колонн большого диаметра.

Известны ситчатые тарелки с различными формами переливных устройств и элементов секционировани : треугольными , пр моугольными, шестиугольными , круглыми и т.д. или комбинаци ми переливных устройств и элементов различной конфигурации |. ,

Недостатком этих тарелок  вл етс  то, что, поскольку сечение колонны имеет форму круга, ни одна из предложенных конфигураций элементов секционировани  не дает возможности ВПИ-JQ в сечение колонны без омертвленных зон у ее стенок. Заполнение этих омертвленных зон элементами секционировани  другой конфигурации

ведет к иному характеру распределени  жидкости в пристенной области, на которую приходитс  значительна  дол  всего сечени  тарелки.

Известна конструкци  ситчатой тарелки дл  колонны большого диаметра со щелевыми переливами пр моугольного сечени . I ее конструк1Ц1и секционирование обеспечнваетс  самими переливными перегородками, причем только в направлении одной координаты , щелевые переливы соседних тарелок взаимно перпендикул рны 2.

Недостаток этой конструкции - наличие выт нутых перфорированных элементов секционировани , в которых волна жидкости может перемещатьс  от одной стенки колонны к другой, т.е. здесь не обеспечиваетс  принцип продольно-поперечного секционировани . С другой стороны, такое конструктивное решение не обеспечивает равные услови  с точки зрени  времени пребывани  жидкости на тарелке и

ее контакта с газом. Более того, дл  определенной части жидкости в зоне, близкой к пересечению переливов , врем  пребывани  на тарелке весьма мапо.

Наиболее близким к изобретению  вл тс  тарелка дл  контактировани  жидкостей и газов, состо ща  из основани  с контактными элементами, секционированного кольцевыми и радиальными перегородками на несколько элементов, в центре которых установлены переливные устройства, имеющие отражательные диски 3.

Однако движение жидкости в зоне барботажа в пределах элемента от секционирукнцих перегородок до центрального пер.елива не обеспечивает достаточно хорошего ее распределени  из-за прин той конфигурации элементов секционировани . Конструктивна  особенность известной тарелки больша  высота переливного устройства , и, следовательно, большое межтарельчатое рассто ние. Ударное распьшение жидкости об отражательный диск и вертикальные перегородки вызывают дополнительный брызгоунос, что ведет к снижению эффективности. -Кроме того, известна  тарелка работает в узком диапазоне нагрузок, по жидкости: от захлебывани  до расходов жидкости, при которых жидкость перестает заполн ть все сечение перелива, т.е. при небольших нагрузках газ может идти через переливное устройство, а жидкость проваливаетс  через часть отверстий, кроме того, тарелка будет работать не всей поверхностью. Таким образом, длина

пути жидкости в этой КОНСТР5ПСЦИИ,

а следовательно, и врем  пребывани  завис т от ее расхода. Это также снижает эффективность работы тарелки .

Цель изобретени  - интенсификаци  щоцесса за счет улучшени  распредеJ )eни  жидкости и уменьшени  ее градиента по тарелке.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что переливные трубы расположены на границе смежных секций и радиальные перегородки проход т через их центр.

Целесообразно переливные трубы снабжать расположенными перпендикул рно радиальным перегородкам дополнитааьн1 1ми перфорированными перегородками .

Каждую переливную трубу целесообразно снабжать гидрозатвором, выполненным в виде стакана, и коническим отбойником, перфорированным в верхней части и установленным по отношению к стакану гидрозатвора на расстнии , равном (0,1-1,0), где d, диаметр переливного устройства, d,наружный диаметр отбойника.

На фиг. 1 сплошными лини ми показана в плане вьшележаща  тарелка, а пунктирными лини ми - нижележаща  тарелка с соответственно смещенными переливными icтpoйcтвaми (стреки указывают направление движени  жидкости в элементах); на фиг, 2 соседние тарелки установленные в корпусе аппарата, общий вид.

Тарелка содержит основание 1, кольцевые перегородки 2, переливные радиальные перфорированные перегородки 3, переливные трубы 4, перфорированные перегородками 5. Переливные трубы 4 имеют отбойные конуса 6 и заканчиваютс  цилиндрическими гидрозатворами 7, в виде стаканов , исключающими проскок газа через перелив. Тарелка может быть снажена контактными элементами, отверсти ми , клапанами, колпачками и т,д

Тарелка работает следующим образом .

Жидкость, стекающа  с верхней тарелки по переливной трубе 4, поступает в гидрозатвор 7, вытекает на нижележащую тарелку и растекаетс  на два потока.

Далее весь процесс повтор етс  от тарелки к тарелке. Газ движетс  по аппарату противотоком, барботиру  через слой жидкости па тарелке .

П р и м е ,р i , Предлагаема  конструкци  тарелки проходит гидродинамические испытани  в колонне 2000 мм с ситчатыми тарелками, имеющими 30 переливных устройств, длина пути жидкости в отдельных  чейках 210 мм. Испытани  провод тс  при оСу 70 м/м ч HW 1,8 м/с и показывают, что предложенна  конструкци  тарелки работает равномерно в широком диапазоне нагрузок . Практически полностью отсутствует раскачка пены на тарелке и градиент ткидкости.

Claims (3)

1. Пример 2, Кинетические испытани  провод тс  Б колонне 0900 мм на системе метанол - вода, Оигча-тмр тарелки имеют дев ть переливных устройств, д:шна пути ж дк;1сти 180 мм. При нагрузках по жидкости вплоть до 150 м /м ч эффективность тарелки устойчива, ,85-0,95 по Мерфи. Изучение распределени  жидкости показывает, что переток жидкости между элементами практически отсутствует и наблюдаетс  полное их моделирование, В предложенной тарелке обеспечиваетс  равномерное распределение жидкости, отсутствие ее градиента н тарелке и раскачки пены, обеспечиваетс  одинаковое врем  пребывани  жидкости во всех секци х, снижаетс  межтарельчатое рассто ние и уменьшаетс  унос. Переливные трубы могут быть смещены в соседних по высоте тарелках по окружност м, соедин ющим цен тры соответствующих переливных устройств , на угол, не превышающий 90 Достоинством предлагаемой конструкции  вл етс  также то, задава сь значением длины пути жидкости , можно создавать тарелку с лю бой необходимой степенью перемешивани , что позвол ет довольно широко использовать данное устройство дл  различных процессов и аппаратов практически без ограничени  их разм ров, так как эффективность колонны в целом воспроизводит эффективность отдельных элементов, т.е. коэффициент масштабировани  близок к единице . Кроме того, на 45% по сравнению с известной повьииаетс  пропускна  способность-тарелки по жидкости. Это достигаетс  расположением в переливном устройстве перфорированной перегородки, перпендикул рной радиальной перегородке. Наличие у переливных труб конических отбойников устран ет унос жидкости из гидрозатвора, позвол ет повысить нагрузку по газу на 25%. Наличие в верхней части конусов перфорации дл  выхода газа улуч шает работу перелива. По сравнению с известным межтарельчатый унос снижаетс  на 18%. Кроме того, указанные конструктивные приемы позвол ют снизить рассто ние между тарелками до 200 м против 600 мм и известного из-за того, что режим работы тарелки не з висит от уровн  жидкости D переливном устройстве, а значит и от еговысоты . Это дает возможность сократить габариты и металлоемкость дорогосто щей тепло-массообменной аппаратуры , что особенно важно дл  криогенных аппаратов, которые в основном изготовл ют из легированных сталей . Формула изобретени  1.Контактна  тарелка дл  массообменных аппаратов в системе газ (пар)-жидкость, содержаща  основани  с контактными элементами, перфорированные перегородки, расположенные по кольцу и радиально, раздел ющие основание на секции, снабженные переливными трубами, отличающа с  тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшени  распределени  жидкости и уменьшени  ее градиента по тарелке, переливные трубы расположены на границе смежных секций и радиальные перегородки проход т через их центр. 2.Тарелка по п. 1, о т л и чающа с  тем, что, с целью увеличени  нагрузки по жидкости на переливные трубы, улучшени  ее дегазации в ней и устранени  застойных зон на тарелке, переливные трубы снабжены расположенными перпендикул рно радиальным перегородкам дополиительными перфорированными перегородками. 3.Тарелка по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью устранени  ун.оса жвдкости из гидрозатвора и повышени  нагрузок по газу , кажда  переливна  труба снабжена гидрозатвором, выполненным в виде стакана, и имеет, перфорированный в верхней части конический отбойник , установленный по отношению к стакану гидрозатвора на рассто нии , равном (0,1-1,0), d диаметр переливной трубы dj,- наружный диаметр отбойника. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Отчет МИКМ № 2386, 1974.
2. 2.Проспект фирмы Юнион Карбайд , М., 1974.
3. 3.Авторское свидетельство СССР If 511958, кл. В 01 D 3/30, 1971.