Ситчато-клапанная тарелка

Ситчато-клапанная тарелка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

P. Ю. Поляков, Б. Д. Коробко и Л. Н. Карепина всесоюзный научно-исследовательский,й проектнцй институт по переработке газа (71) Заявнтель

ФЭф и ю1й (54) СИТЧАТО-КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относится к устройствам для контактирования газа (пара) с жидкостью и может быть. использовано в массообменных аппаратах нефтегазоперерабатывающей, химической, газоперерабатываюшей и других отраслей народного хозяйства.

Известна тарелка, основание которой представляет собой ситчатый горизонтальный лист с жестко закрепленными на нем перфорированными патрубками, внутри которых помещен плавающий дисковый клапан . Наличие клапанов íà Faкой тарелке позволяет расширить диапазон работы и обеспечить саморегулирование тарелки: прп изменении нагрузки по газу (пару}. Одним из недостатков такой тарелки является трудность ее изготовления и монтажа в колонне, так как во избежание заклинивания плавающих клапанов в перфорированных стенках требуется выполнение минимальных допусков на вертикальность установки самих патрубков и горизонтальность основания тарелки, Другим недостатком этой тарелки является задержка жидкости на ее рабочей части из-за противоположного направления потоков газа из перфорированных патрубков и жидкостного потока. Это приводит к образованию застойных зон в газожидкостном потоке на тарелке и к снижению ее эффективности.

Известна тарелка, которая более проста по конструкции и устраняет образование зон. Основание этой тарелки представляет собой горизонтальный лист с отвер стиями в виде сита. На основании ее

15 расположены в шахматном порядке плоские клапаны, перекрывающие часть отверстий. Плоский клапан, например прямоугольной формы, устанавливается на основании тарелки с зазором за счет отогну20 тых в сторону основания тарелки углов клапана и имеет два закрепленных на нем стержня, пропущенных через отверстия тарелки. Стержни фиксируют полоНаиболее близка к изобретению известная тарелка, которая обеспечивает равномерное распределение пузырьков газа (пара) через слой жидкости по всей рабочей площади тарелки при малых и умеренных нагрузках по газу (пару). Она содержит ситчатое основание, на ко ором выполнены отверстия с отбортовкой, причем сечение одного такого отверстия намного больше, чем сечение отверстия сита„Няд отверстиями с отбортовкой

3 жение клапана на основании тарелки и не дают ему смещаться в горизонтальной

I Iþr:! .ÎI "-!, Рябочс111 смесь стержне11 11ООГпутя 11О радиусу, я н11жтше копцы их заг.— нуты в виде крюка и являются огряничитолям11 хОдя кляпя11я, Стержни установ 5 лены в отверстиях основания тарелки с зазором и смещены к одному из краев плоского кляцяня, противоположному переливцОму устройству, Ечягодаря тякой конструкции стержней и способу их уста- 50 новкч клапан имеет плавающий характер работы и может поворачиваться под действием газовой (паровой) струи на определенный угол к плоскости основания тарелки.

1$

Однако недостатком работы такой тарелки является возможность обратного перемешивяния жидкости из за барботирования газа (пара) по боковым сторонам клапана..Это приводит к поперечной нерявиомерносги распределения жидкости ця тарелке и снижает .эффективность ее работы.

Известна тарелка, устраняющая указанный недостаток. На ситчятом основании такой тарелки выполнены в определенном порядке прямоугольные отверстия для клапанов. Над этими отверстиями

36 установлены прямоточные клапаны с боковыми стенками. Наличие боковых стенок предотвращает боковой барботаж, что исключаег обратное перемещение жидкости на тарелке и тем самым повышает эффективность ее работы, Но при малых

35 нагрузках по газу (пару), когда клапаны закрыты, над их поверхностью газ (пар) не барботирует через слой жидкости. Поэтому над клапанами снижается степень перемешивания газа (пара) с

40 жидкостью по сравнению с остальной поверхностью основания тарелки. Это приводит к неравномерному распределению пузырьков газа (пара) в жидкости на всей рабочей площади тарелки, а следо45 вательно, к снижению ее эффективности.

О1

4 расположены прямогочные клапаны, выполне1гные в виде перфорированной пласГ!1111.-1 С О1 РЯ1111 IИТЕЛЯМИ В ВИДЕ ЧЯСТИ ПО ло1.О цилиндра. ala поверхности клапана выполнены отверстия с той хне разбивкой и того же диаметра, что и на самом основании тарелки.

Благодаря этому при малых и умеренных Фагрузкях по газовой (паровой) фазе ня тарелке обеспечивается равномерный барботяхгный слой, а начальное открытие клапанов происходит при меньшей затрате энергии газа (пара).

Но при увеличении нагрузки по газу (пару), когда клапаны открыты, поток газа (пара), выходящий через отверстия на поверхности клапана, направлен в сторону, противоположную потоку х<идкости. Это способствует задержке жидкости на тарелке, что необходимо при небольших жидкостных нагрузках. С повышением нагрузки по жидкости противоток обменивающихся фаз на переливной тарелке приводит к задержке жидкости, увеличению барботажного слоя и брызгоуноса. Это отрицательно влияет на эффективность работы тарелки. При большой нагрузке по газу (пару), когда клапан открыт, вьгходящий из-под клапана газ (пар) проходит через канал большего сечения, чем сечение отверстия сита.

Вследствие этого происходит неравномерное диспергирование жидкости ".àçîì (паром) на всей рабочей площади тарелки, что также Отрицательно влияет на ее эффективность.

Целью изобретения является увеличение эффективности ситчато-клапанной тарелки при повышенных нагрузках по газовой (паровой) и жидкой фазам.

Указанная цель достигается тем, что один конец пластины закреплен в основании тарелки, а другой снабжен перфорированной стенкой, изогнутой по радиусу, причем перфорация стенки выполне- ° на в виде, прорезей, направленных под острым углом к основанию тарелки.

Перфорация пластины выполнена в виде прорезей, направленных в сторону переливного устройства.

При предложенной конструкции клапана струи газа (пара) равномерно распределяются в барботажном слое при любом положении клапанов, что дает возможность достичь равномерного диспергирования жидкости газом (паром) HB всей рабочей площади тарелки в широком диапазоне рабочих нагрузок, и следова6ЬБ301

5 тельно, повысить эффективность работы тарелки.

На фиг. 1 схематически изображена ситчато-клапанная тарелка, вид в плане; на фиг. 2 - тарелка с клапаном в разрезе; на фиг, 3 — тарелка с клапаном при максимальных нагрузках по газу (пару) .

Ситчато-клапанная тарелка состоит из основания, которое выполнено в виде ситчато-горизонтального листа 1 с отверстиями 2 сита и прямоугольными отверстиями 3 для клапанов 4, расположенных на тарелке в шахматном порядке. Клапан 4 расположен на оси 5 и состоит из перфорированной пластины 6 с прорезями 7, двух боковых стенок 8 и перфорированной стенки 9, изогнутой по радиусу так, что выпуклая сторона ее направлена в сторону переливного устройства 10. Прорези 7 также направлены в сторону переливного устройства 1 О. В стенке 9 выполнены отверстия в виде прорезей. 11, направленных под острым углом к основанию тарелки

1. Клапан 4 снабжен ограничителями поворота 12.

Для более равномерного распределения струй газа (пара) в барботажном слое на тарелке при любом положении клапанов 4 прорези 7 и 11 выполнены с той же разбивкой, что и отверстия

2 сита и сечение каждой прорези 7 и

11 равно сечению отверстия 2.

Тарелка работает следующим образом.

При малых нагрузках по газу (пару) клапан 4 закрыт п гаэ (пар) проходит через отверстия 2 сита перекрестным потоком и через прорези 7 прямотоком.

Выходящий из прорезей 7 поток газа (пара) увлекает эа собой жидкость в направлении переливного устройства

1 О, что увеличивает скорость движения жидкости на гарелке и, следовательно, позволяет работать с повышенными нагрузками по жидкости.

С увеличением нагрузки по газу (пару) клапан 4 открывается и поток газа (пара) проходит также через проре зи 11, выполненные в стенке 9. Этот поток направлен под острым углом к основанию тарелки, что также увеличивает скорость движения жидкости на тарелке.

Наличие перфорированной стенки 9 дает возможность равномерно распределить струи газа (пара) в барботажном слое на тарелке при повышенных нагрузках по газу (пару), когда клапан 4 открыт, а выполнение в стенке 9 отверстий в виде прорезей 11, направленных под острым углом к основанию тарелки 1, необходимо для того, чтобы поток газа (пара) из этих прорезей не был направлен на поток газа (пара) из отверстий

2 сита. Это предотвращает местную (локальную) переконцентрацию пузырьков газа (пара) в жидкости и устраняет колебания в барботажном слое на тарелке.

Направление в перфорированной пластине клапана в сторону переливного устройства позволяет повысить нагрузку по жидкости в области эффективной работы тарелки.

Благодаря равномерному расположению и выбору одинакового сечения всех отверl$ стий для прохода газа (IIapa) на тарелке при любом положении клапанов струи газа (пара) распределяются равномерно в барботажном слое и гаким образом эффективность тарелки увеличивается на 1015;о в широком диапазоне рабочих нагрузок.

Формула изобретения

ЗФ

1. Ситчато-клапанная тарелка, содержащая основание с отверстиями, в которых установлены прямоточные клапаны и виде перфорированной пластины с ограничительными элементами, отл и чаю ша яс я тем, что, с целью увеличения эффективности работы тарелки при повышенных нагрузках по газовой (паровой) и жидкой фазам, один конец пластины закреплен в у основании тарелки, а другой снабжен перфорированной стенкой, изогнутой по радиуI:y, причем перфорация стенки выполнена

В виде прорезей, направленных под острым углом к основанию тарелк и . у@ 2. Тарелка по п. 1 о тл и ч а юm а я с я тем, что перфорация пластины выполнена в виде прорезей, направленных в сторону переливного устройства.

08530)

Ц

l3

И л .л

Составитель А. Сондор

Редактор E. Хорина Техред О. Андрейко Корректор Л. Крицкая

Заказ 5343/8 Тираж 877 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4