Массообменная контактная тарелка

Массообменная контактная тарелка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в массообменных аппаратах спиртовой , гидролизной, химической,нефтехимической и других отраслях промьипленности и позволяет повысить эффективность работы при малых диаметрах колонн за счет обеспечения оптимальной высоты слоя жидкости, уменьшить брызгоунос, устранить провал. Контактная тарелка включает .плоскость с чешуями арочного типа и приёмную и сливные перегородки. Чешуи вьшолнены с углом среза 70-90 , которьш может быть определен по формуле oi, A-lnD, где D .- диаметр тарелки, мм, а тыльная сторона чешуи выпуклая с радиусом закругления равным 0,3-0,4 их длины. В зоне слива жидкости с тарелки установлена сливная перегородка высотой 0,02-0,06 диаметра тарелки, а в зоне подачи.ее приемная планка выполнена зубчатой и снабжена отражателем. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 В 01 D 3/22

gf 5 с Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTHA (21) 407 1682/31-26 (22) 23.05.86 (46) 23.02.88. Бюл. У 7 (71) Киевский технологический институт пищевой промьппленности (72) В.А. Анистратенко, П.И. Меняйло, В.М. Таран, В,А. Заднепряный и 10.А. Черный (53) 66.048.375(088.8) (56) Анистратенко В.А. Прямоточные контактные устройства брагоректификационных установок. — И.: Легкая и пищевая промьппленность, 1983, с. 13-15. (54Э МАССООБМЕННАЯ КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА (57) Изобретение может быть использовано в массообменных аппаратах спиртовой, гидролизной, химической,нефтехимической и других отраслях про„.3!!„„1 375ф7!! А 1 мышленности и позволяет повысить эффективность работы при малых диаметрах колонн за счет обеспечения оптимальной высоты слоя жидкости, уменьшить брызгоунос, устранить провал.

Контактная тарелка включает,плоскость с чешуями арочного типа и приемную и сливные перегородки. Чешуи выполнены с углом среза 70-90, коо торый может быть определен по формуле о = А-lnD, где А=10; D ; — диаметр тарелки, мм, а тыльная сторона чешуй выпуклая с радиусом закругления равным 0,3-0,4 их длины. В зоне слива жидкости с тарелки установлена сливная перегородка высотой 0,02-0,06 диаметра тарелки, а в зоне подачи. ее приемная планка выполнена зубчатой и снабжена отражателем. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. С:

1375270

Изобретение относится к конструкконтактных устройств для проведения массообменных процессов в системе гаэ (пар) — жидкость и может быть использовано в массообменных аппаратах спиртовой, гидролиэной, химической. нефтехимической и других отраслей промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности массообмена за счет обеспечения оптимальной высоты слоя жидкости на тарелке, уменьшения брызгоуноса и устранения провала жидкости в зоне ее подачи на тарелку.

На фиг. 1 показана тарелка, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — тарелка, общий вид; на фиг. 6 — то.же, в аксонометрии; на фиг. 6-9 графики с указан— ными зависимостями.

Массообменная контактная тарелка состоит из плоскости 1 с чешуями арочного типа, приемной перегородки 2 с отражателем 3. В зоне слива жидкости на нижележащую тарелку установлена сливная перегородка 4 и сливной стакан 5, приемная перегородка 6 с зубцами 7 и отражателем 8.

Тарелка работает следующим образом.

Жидкость поступает с вышележащей тарелки через переливную перегородку 2 на отражатель 3, где приобретает начальную скорость, и попадает на чешуйчатую плоскость 1. Газ (пар), пройдя через чешуи, вступает в кон° ., такт с жидкостью и переносит ее в виде струй и брызг к сливной перегородке 4. Жидкость стекает на нижележащую тарелку через сливной стакан 5.

Экспериментальное излучение предлагаемой тарелки и известной показало, что новая контактная тарелка работает более эффективно, чем известная.

Предлагаемая тарелка позволяет осуществлять процесс массообмена при различных диаметрах колонны в системах газ (пар) — жидкость с большей эффективностью.

Согласно изобретению арочные чешуи выполнены с углом среза передней о кромки, равным 70-90, который определяется по зависимости с = А 1п 0 где А = 10, Р— диаметр тарелки, мм, 1n D -натуральный логарифм от величины диаметра, а тыльная сторона чешуи выпуклая с радиусом закругления, равным 0,3-0,4 длины чешуи. В зоне слива жидкости с тарелки установлена сливная перегородка высотой, равной

0,02-0,06 диаметра тарелки, а в зоне подачи ее на тарелку установлена переливная перегородка с зубчатой верхней кромкой с отражателем.

10 При использовании предлагаемой контактной тарелки положительный эффект выражается в улучшении режима работы тарелки за счет обеспечения оптимальной высоты слоя жидкости на

15 ней, уменьшения брызгоуноса и устранения провала жидкости в зоне подачи ее на тарелку.

Улучшение работы тарелок малых;и диаметров путем повышения запаса

20 жидкости достигается путем подтормаживания жидкости за счет изменения угла среза чешуй и установки сливной перегородки оптимальной высоты.

Эффективность тарелок, как установлено ранее, определяется величиной поверхности контакта фаз, которая зависит не только от степени диспергирования жидкости, но и от ее запаса на тарелке.

Основным критерием, характеризующим работу тарелки, принят удельный запас жидкости на тарелке. Среднее время пребывания и удельный запас жидкости определялись при вероятностно-статистической обработке кривых отклика системы на ступенчатое возмущение.

На основе экспериментальных данных получены зависимости удельного

4О запаса жидкости на тарелке () от высоты сливной перегородки (h„) на чешуйчатой тарелке, которые свидетельствуют о том, что при длине рабочей части тарелки 1,315 и возраста45 ние (при увеличении Ь „ незначительно (фиг. 7 и 6).

При уменьшении рабочей длины тарелки до 0.,843 м и изменение более существенно, причем с увеличением

h áîëåå 20 мм наблюдается резкое возрастание 8

Дальнейшее уменьшение рабочей длины тарелки до 0,341 м приводит к резкому возрастанию величины О при увеличении h Наиболее существенно это изменение при увеличении Ь„ свыше 30 мм.

Следовательно, при рабочей длине тарелки 0,843 м увеличенп» высоты

1375270

f0

f5

55 лученных кривых построена зависимость угла среза чешуй от диаметра тарелки (фиг.8). Из зависимости видно, что углы среза целесообразно изменять в о пределах 50-90. Угол среза можно определить по эмпирической формуле о = А 1п D, где А = 10, 0 — диаметр тарелки, мм. Следовательно, необходимый угол среза чешуй зависит от диаметра тарелки.

Радиус закругления тыльной стороны чешуй определяется исходя из необ= сливной перегородки целесообразно до 20 мм, а при длине 0,34f g -до

30 мм.

Немаловажное влияние на эффективность работы кон шахтного устройства оказывает продольное перемешивание жидкости на прямоточных контактных устройствах. Степень продольного пе" ремешивания жидкости на прямоточных контактных устройствах оценивают по величине дисперсии времени пребывания частичек жидкости относительно их среднего времени пребывания.

Зависимость дисперсии от высоты. сливной перегородки для чешуйчатой тарелки показана на фиг.7, Общим для этих зависимостей является наличие экстремума (минимум дисперсии).

При рабочей длине тарелки 1,315 м минимум дисперсии при Ь„ равен 10 мм.

При длине 0,843 м экстремум располагается в пределах высот перегородки 10-20 мм и с возрастанием нагрузки по жидкости смещается в сторону увеличения h При рабочей длине тарелки 0,341 м с увеличением нагрузки по жидкости происходит смещение минимума дисперсии от 20 до

30 мм.

Таким образом, на чешуйчатых тарелках необходимо устанавливать сливные перегородки, высота которых зависит от диаметра тарелки и может быть определена по формуле 4 — (0,02-0,06)D, где D — диаметр, мм.

С увеличением диаметра колонны высота сливной перегородки должна быть уменьшена. При диаметре колонны 2 м целесообразно устанавливать перегородку высотой около 10 мм, что примерно равно высоте чешуй.

По экспериментальным данным получены также зависимости удельного запаса жидкости на тарелке и дисперсии от угла среза чешуй. Зависимости аналогичны описанным выше. На основе походимости выхода пара через чешуи в направлении, наиболее приближенном к горизонтальному, и составляет 0,30,4 длины чешуи.

В результате исследований получены зависимости дисперсии времени пребывания частичек жидкости (а следовательно, и эффективности) от величины угла среза чешуй (фиг.б). Характерным для этих зависимостей является наличие экстремумов (минимумов дисперсии).

Путем интерполяции экспериментальных данных определены углы среза чешуй, при которых будет минимальная дисперсия. Так как необходимо на контактных устройствах обеспечить режим наилучшего вытеснения, характеризующийся минимальной дисперсией, то при правильном подборе угла среза чешуй можно добиться наибольшей эффективности работы чешуйчатых тарелок. Из зависимостей (фиг.б) путем интерполяции при помощи ЗВМ определены оптимальные значения углов среза чешуй прн различных рабочих длинах тарелок.

По полученным результатам построены зависимост%, представленные на фиг. 9 (нагрузка по жидкости изменяется: Ь вЂ” 5 м /м . ч; Ц вЂ” 1 5 м /м ч;

Π— 25 м /м .ч), из которых видно, что при изменении рабочей длины тарелки от 0,3 до 1,3 м соответствует изменению диаметра тарелки от 0,5 до 1,8 м), углы среза целесообразно а изменять в пределах 75-85

На лабораторной установке, с помощью которой производились исследования чешуйчатых тарелок, нет возможности исследовать тарелки диаметром менее 0,5 м и более 1,8 м. Но по характеру зависимостей (фиг.9) можно путем экстраполяции определить пределы изменения углов среза чешуй при изменении диаметра тарелок от

0,1 до 4 м. При экстраполяции получены кривые, приведенные на фиг. 9 пунктиром. Использование чешуйчатых тарелок диаметром более 4 м нецелесообразно иэ-sa существенного накопления жидкости на тарелке, неравномерности распределения жидкости по длине тарелки. При необходимости создания колонн диаметром более 4 м целесообразно применять многосливные чешуйчатые тарелки.

1375270

4-4

Формула изобретения

1. Массообменная контактная тарелка, включающая полотно с чешуями арочного типа и приемную и спивную планки, отличающаяся тем, что,сцельюповышения эффективности массообменаза счет обеспечения оптимальной высоты слоя жидкости на 10 тарелке, уменьшения брызгоуноса и устранения провала жидкости в зоне ее подачи на тарелку, чешуи выполнены с углом среза передней кромки, о равным 70-90, тыльная стороны чешуйвыпуклой с радиусом закругления, равным 0,3-0,4 длины чешуи а высота сливной перегородки равна 0,02-0,06

Г диаметра тарелки.

2. Тарелка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что приемная планка выполнена в верхней части зубчатой и снабжена отражателем.

1375270

1375270 сии ю и

Рог b

ИО д 0 26 w Anise

Фм.7

1375270

20 ЯИ

1,О

Фиг.8

Составитель А. Сондор

Техред М.Дидык Корректор Л. Пилипенко

Редактор Е. Папп

Заказ 718/7

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4