Контактная тарелка для расслаивающихся смесей

Контактная тарелка для расслаивающихся смесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для разделения расслаивающихся смесей, например , при производстве азотной кислоты. Изобретение позволяет интенсифицировать процессы тепломассообмена в широком диапазоне изменения содержания компонентов в расслаивающихся смесях за счет обеспечения условий расслаивания на тарелке . Это достигается тем, что тарелка снабжена поплавком 4 из материала промежуточной плотности между плотностями жидкостей, соединенным с паровым патрубком 2, который установлен в основании 1 с возможностью вертикального перемещения . Под основанием тарелки установлен неподвижный пароотражатель 9 с отверстиями 10 в его верхней части для прохода пара. Поплавок 4 выполнен с отверстиями 7 для прохода пара и имеет закрепленные на нем ограничители 6 хода клапана 5. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 01 D 3/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4798752/26 (22) 05.03.90 (46) 07.03.92. Бюл. N 9 (71) Институт ядерной энергетики АН БССР . (72) Л.А.Бида (53 66.015.23.05(088.8) (56) Патент США М 2819050, кл, 261-114, 1955. (54) КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА ДЛЯ РАССЛАИВАЮЩИХСЯ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для разделения расслаивающихся смесей., например, при производстве азотной кислоты.

Изобретение позволяет интенсифицировать процессы тепломассообмена в широ„.,5U „„1717163 А l ком диапазоне изменения содержания компонентов в расслаивающихся смесях за счет обеспечения условий расслаивания на тарелке. Это достигается тем, что тарелка снабжена поплавком 4 из материала промежуточной плотности между плотностями жидкостей, соединенным с паровым патрубком 2, который установлен в основании 1 с возможностью вертикального перемещения. Под основанием тарелки установлен неподвижный пароотражатель 9 с отверстиями 10 в его верхней части для прохода пара, Поплавок 4 выполнен с отверстиями 7 для прохода пара и имеет закрепленные на нем ограничители 6 хода клапана 5. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.

1717163

20

30

40

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для разделения расслаивающихся смесей; например, при производстве азотной кислоты.

Известна колпачковая массообменная тарелка, содержащая горизонтальную плиту, закрепленные на ней паровые патрубки, размещенные над этими патрубками колпачки, а также сливную планку. Вблизи сливной планки, в горизонтальной плите выполнены дренажные отверстия.

Недостатком такой тарелки является то, что при ректификации расслаивающихся смесей, например, смеси азотная кислота— четырехокись азота с содержанием в этой смеси более 3 мас. g, азотной кислоты пар, проходящий через прорези колпачка, вступает в контакт и с нижним слоем, в котором намного больше .отделяемого компонента, чем в жидкости, поступающей в массообменный аппарат и в верхнем слое на тарелке. В результате этого. за счет перемешивания нижнего и верхнего слоев жидкости на тарелке снижается эффективность разделения компонентов. Кроме того, пар, проходящий через дренажное отверстие тарелки, также перемешивает нижний и верхний слои на тарелке.

Известна контактная клапанная тарелка, включающая горизонтальное основание с выштампованными в нем паровыми патрубками, направленными вниз. На паровых патрубках размещены вогнутые клапаны, высота всплывания которых ограничивается кронштейнами, закрепленными на горизонтальном основании.

Недостатком тарелки является то, что при ее использовании для ректификэции расслаивающихся смесей происходит перемешивание нижнего и верхнего слоев жидкости, образовавшихся йа -тарелке. Это снижает интенсивность и эффективность тепломассообмена и разделения компонентов и, таким образом, ограничивает допустимый диапазон содержания компонентов в разделяемых смесях. Кроме того, поток пара (газа), идущий вблизи основания тарелки, "сдувает" выпавшие в осадок механические примеси, что ухудшает качество целевого продукта на выходе из массообменного аппарата с такими тарелками. Это важно в случае применения аппарата для очистки, например, контурного теплоносителя в энергетической установке с замкнутым циклом.

Цель изобретения — интенсификация процесс)в" тепломассообменэ в широком диапазоне изменения содержания компонентов в расслаивающихся смесях за счет обеспечения условий расслаивания на тарелке.

Поставленная цель достигается тем, что контактная тарелка для расслаивающихся смесей, включающая горизонтальное осно.вание с расположенным на нем паровым патрубком и размещенным на патрубке клапаном с ограничителем хода и переливами, снабжена поплавком из материала проме-. жуточной плотности между плотностями жидкостей, соединенным с паровым патрубком, установленным в основании тарелки с возможностью вертикального перемещения; и неподвижным пароотражателем, расположенным под основанием тарелки с отверстиями в его верхней части. При этом поплавок выполнен с отверстиями для прохода пара, а ограничители хода клапана закреплены на поплавке.

На чертеже изображена предлагаемая тарелка. Тарелка включает горизонтальное основание 1,.в котором установлен с возможностью вертикального перемещения паровой патрубок 2 и закреплен переливной патрубок 3. На паровом патрубке закреплен поплавок 4, выполненный из материала с промежуточной плотностью между плотностями жидкостей на тарелке. и размещен клапан 5. На поплавке закреплены ограничители 6 хода клапана и выполнены отверстия 7 для прохода пара. В нижней части парового патрубка выполнена отбортовкэ 8 для ограничения его подъема выше переливного патрубка, Под паровым патрубком; к основанию тарелки закреплен пароотражатель S с выполненными в его верхней части отверстиями 10 для прохода пара. В переливном патрубке, у горизонтального оснввания тарелки выполнено отверстие 11 для удаления нижнего слоя жидкости на тарелке.

Тарелка работает следующим образом.

При появлении на тарелке расслоившейся смеси, например, поступающей с вышерасположенной тарелки аппарата, на ней появляется верхний слой 12 и нижний слой

13 с различным соДержанием в них компонентов смеси, т,е. с различной плотностью.

При этом поплавок 4 в верхнем слое 12 имеет отрицательную плавучесть, а в нижнем— положительную. Это можно обеспечить известными способами и из известных материалов экспериментальным или расчетным путем. При образовании слоев 12 и 13, верхний срез парового патрубка 2 будет расположен всегда в зоне под верхним слоем 12 и над нижним слоем 13. Пар, проходя через отверстия 10, будет поступать в паровой патрубок 2 и через щель между клапаном 5 и телом поплавка барботировать только че1717163

Составитель Л.Бида

Техред М.Моргентал

Корректор ЗЛончакова

Редактор И.Касарда

Заказ 829 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 415

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина; 101 рез слой 12, а нижний слой 13 через отверстие 11 будет удаляться с тарелки, не вступая в контакт с паром (направленйе движения пара и жидкости показано стрелками).

Незначительная часть пара проходит через неплотности между паровым патрубком 2 и основанием 1. За счет наличия отверстий 7 в поплавке 4 эта часть пара удаляется иэ-под поплавка 4, что исключает накопление пара под IlollilBBKoM 4 и, такйм образом. не оказывает влияния на высоту расположения верхнего среза парового патрубка 2 над слоем 13. Предотвращаетсятакже перемешивание слоев жидкости на тарелке этим "прорвавшимся" через щели между патрубком 2 и основанием 1 пара, что не оказывает влияния на эффективность работы тарелки. Пароотражатель 9 предотвращает проход пара непосредственно на вход в паровой патрубок 2, когда он находится в нижнем положении. В таком случае пар с нижерасположенной тарелки поднимается на максимальную высоту, что обеспечивает необходимые условия по предотвращению межтарельчатого капельного уноса и не снижает эффективность разделения сМесей в аппарате, т.е. при прочих равных. условиях сохраняется требуемое межтарельчатое расстояние между тарелками.

Ограничители 6 хода клапана " закреплены на поплавке 4 для тото; чтобы ойи:не ограничивали перемещение этого поплавка(т.е. патрубка 2). В противном случае(при традиционном закреплении ограничителей хода клапана) имеет место ухудшение эффективности работы тарелки,. так как; например, при увеличении высоты слоя. 13 поплавок 4 не может всплыть на требуемую высоту и верхний срез парового патрубка 2 оказывается в слое 13 жидкости на тарелке, что снижает эффективность работы тарелки, При этом размер (объем) поплавка 4 выбирается с учетом массы парового патрубка 2. ограничителей 6 и клапана 5 известными

5 способами.

Таким образом, использование предлагаемой тарелки дает возможность расширить область эффективной работы массообменных аппаратов в широком диа10 пазоне изменения срдержания разделяемых компонентов в расслаивающихся смесях, а также сохранить требуемую эффективность разделения смесей при образовании слоев на тарелке. Тарелку можно

15 также успешно использовать для массообменных процессов в.традиционных смесях.

Формула изобретения

1. Контактная тарелка для расслаивающихся смесей, включающая горизонтальное

20 основание с расположенным на нем паровым патрубком, размещенным на нем кла.паном с ограничителем хода и переливами, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процессов тепломассооб25 мена в широком диапазоне изменения содержания компонентов в расслаивающихся смесях за счет обеспечения условий расслаивания на тарелке. она снабжена поплавком из материала промежуточной плотности

30 между плотностями жидкостей, соединенным с паровым патр.убком, установленным в основании тарелки с возможностью вертикального перемещения, и неподвижным па-. роотражателем, расположенным под

35 основанием тарелки с отйерстиями в его верхней части.

2. Тарелка по и. 1, отл и ч а ю ща я с я тем, что поплавок выполнен с отверстиями

40 для прохода пара. а ограничители хода клапана закреплены на поплавке.