Массообменная вихревая тарелка

Массообменная вихревая тарелка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()j) 56О82Я;

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено22.03.76 (21) 2336632/26 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.77Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования опнсания14.07,77 (51) М. Кл.е

B 01D 3/30

B 01 93/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 66.048. . 375 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И, М, Аношин, Н, П, Рябченко и П. П. Любченков

Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель (54) МАССООБМЕННАЯ ВИХРЕВАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относится к конструкции массообменных вихревых тарелок для взаимодействия пара с жидкостью в закрученном паро-жидкостном потоке и может быть применено в процессах рехтификации и абсорбции.

Известна м асс ообменная контактная вих ревая тарелка, содержашая лопаточный за вихритель, создаюший закрученный паровой поток, переливной карман с переливными 10 патрубками и устройство, создакецее гидрав лический затвор по жидкой фазе (1). Однако из-за ограниченности поверхности контакта фаз и малого времени контакта жндхости с паром коэффициент полезного действия 15 таких тарелок относительнЬ невысокий и колеблется по высоте холонны в пределах от

0,2 до 0,4. Одновременно с этим внутрен» ний объем тарелки не заполнен жидкой фазой, так как под действием центробежных 20 сил последняя отбрасывается х периферии, т.e. образуется внутренний нерабочий объем, где не происходит процесса массообмена..

Ф

Этот нерабочий объем значительно аоарасгает при увеличении диаметра колонны до 25

300-500 мм, что соответствует производительности до 5 т/час по жидкой фазе. Это делает нецелесообразным изготовление кс лонны с данным типом тарелок большей производительностии.

Известна инжекционная контактная тарелка в виде цилиндра, в нижней части которого установлен лопаточный завихритель газового потока и снабженного переливным устройством, на боковой поверхности которого имеются инжекционные отверстия (2).

Процесс массообмена на данной тарелке протекает в четырех зонах. Первая зона лежит между инжекционными отверстиями и нижним краем лопаток завихрителя в непосредственной близости от переливного стакана, вторая - на некоторой части лопаток завихрителя, где протекает жидкость под воздействием закрученного парового потока, третья - над завихрителем, при движении жидкости к периферии тарелки, четвертаяна внутренней боковой поверхности переливного хармана, При движении жидкости через эти зоны она контактирует с газовой фазой, что сопровождается процессом массоперено560625 са. Однако все эти эоны массообмена по сравнению со всем объемом тарелки малы и имеют ограниченные размеры контакта фаз. Кроме того, за счет отбрасывания жидкости центробежными силами or центра тарелки к ее периферии внутри самой тарелки образуется объем, где происходит массообмен. Все это уменьшает интенсивность процесса массопереноса и ограничивает коэффициент полезного действия тарелки в 1О пределах 0,2 - 0,4.

Цель изобретения - интенсификация про. I цесса массообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз и времени контактирования жидкости с паровой фазой, а так- же уменьшение нерабочего объема внутри самой тарелки. Это .достигается тем, что тарелка снабжена расположенными одна в другой цилиндрическими обечайками, верхний край наружной цилиндрической обечайки вы- 2О полнен отогнутым во внутрь по радиусу с перекрытием верхнего края внутренней обе чайки, а нижний край внутренней обечайки выполнен отогнутым наружу по радиусу с перекрытием нижнего края наружной обе- 25 чайки, радиусы изгиба краев обечаек выполнены равными зазору между обечайками.

Нижние края цилиндрических обечаек расположены на уровне нижнего среза перелив ного устройства. 30

На чертеже схематически изображена тарелка, продольный разрез;

Тарелка состоит из корпуса колонны 1, цилиндра 2, образующего с корпусом колонны 1 переливной карман 3, лопаточного З5 завихрителя 4 и 5, внутренней цилиндричеокой обечайки 6 с отогнутым наружу нижним краем, наружной цилиндрической обечайки

7 с ".отогнурым Во внутрь верхним краем, между цилиндрическими обечайками 6 и 7 40 образуется щель 8 для возврата жидкости под завихритель 5, переливного стакана 9 с отверстиями 10 и переливных трубок 13 и 12.

Массообменная вихревая контактная та- 4 репка работает следующим образом.

Паровой поток на входе в тарелку имеет общее .движение, сообщенное ему в завих рителе нижележащей тарелки, с осевой скс ростью в полном сечении колонны порядка

8-10 м/сек, Жидкость стекает с вышележащей тарелки по переливным трубкам 11 и 12 и йнжекционно засасывается пароl вым потоком из отверстий 10. Проходя че реэ лопаточный завихритель 4, жидкость и пар образуют массообменную систему с сильно развитой контактной поверхностью, так как здесь возникают максимальные напряжения турбулентного перемешивания. ОдбО новременно с этим жидкость начинает перемещаться под воздействием центробежных сил от центра тарелки к ее периферии и, пройдя через завихритель 4, отбрасывается на боковую поверхность обечайки 6. Под действием парового потока жидкость движется по боковой поверхности обечайки 6 и, достигая заборного устройства, образуемого отогнутым во внутрь верхним краем цилиндрической обечайки, направляется в щель 8, по которой стекает под эавихритель 5. Затем жидкость инжекционно заса сывается паровым потоком из зазора между отогнутым нижним краем обечайки 7, проходит через завихритель 5 и отбрасывается центробежными силами к боковой поверхности цилиндра 2, Достигнув его верх« него края, она стекает в переливную систему 3, 11 и 12.

На нижележащей тарелке движение жидкости и пара аналогичное.

Таким образом, в предлагаемой массообменной тарелке наблюдается на две, по крайней мере, зоны массообмена больше.

Первая из этих, зон лежит между нижним отогнутым краем обечайки 6 и нижним срезом лопаток завихрителя 5, а вторая — на внутренней поверхности обечайки

6, расположенной над лопаточным завихрителем, Кроме того, при необходимости увеличения диаметра тарелки до размеров

0,5 м и более количество обечаек 6 и 7 может выбираться от двух и более штук. Все обечайки устанавливаются одинаково, Это значительно увеличивает как поверхность контакта фаз, так и время контактирования жидкости с паровой фазой.

Теоретически установлением определенного количества цилиндрических обечаек можно создать тарелку с К.П.lL. lI0 жидкой ! фазе равным единице.

На практике целесообразно устанавливать от двух до четырех пар цилиндрических обечаек на однрй тарелке, что будет соответ ствовать коэффициенту полезности действия по жидкости, близкому к единице.

Формула изобретения

1. Массообменная вихревая тарелка для массообмена пара с жидкостью, содержащая цилиндр, лопаточный завихритель и переливное устройство с инжекционными отверстияО ми на его боковой поверхности, о т л ич а ю ш а я с я reM, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем уве» личения времени контакта фаз и раоочего объема, тарелка снабжена расположенными

560625

7 б

Составитель С. Баранова

Техред М. Левицкая Корректор А, Кравченко

Редактор О. Филиппова

Заказ 1358/123 Тираж 947 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета /Министров СССf по делам изобретений и открытий

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

Млиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 1 одна в другой цилиндрическими обечайками, верхний край наружной обечайки отогнут внутрь по радиусу с перекрытием верхнего края внутренней обечайки, нижний край внут ренней обечайки отогнут наружу по радиусу с перекрытием нижнего края наружной обечайки, а радиусы изгиба краев обечаек равны зазору между обечайками.

2. Тарелкапоп. 1, отличаюша я с я тем, что нижние края обечаек расположены на уровне нижнего среза перелив ного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ССС Р № 203622, Кл. В 01 Ы 3/30, 1966.

2. Авторское свидетельство ССС P № 2582263, кл. В 01 Ы 3/32, 10 O.