Тепломасообменный аппарат

Тепломасообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЗТОРСКОМУ СВИДЕ7ЕЛЬС7ВУ

<п789124 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1706.77 (21) 2495949/23-26 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Опубликовано 2 31280 Бюллетень Hо 4 7

Дата опубликования описания 231280 (51)N К,я 3

В 01 D 3/20

В 01 О 3/22

Государственный комитет

СССР по девам изобретений и открытий (53) УДК 66. 015.23. (088.8) В. В. Стариков, В. И. Ващук, Г. П. Соломаха, М. И. Клюшэнкова, Д. А. Старикова, А. H. Мальцев, М, И. Каширский и В. М. Коаев

r

Московский институт химического машиностроения и.

Казанское производственное объединение ОрГоинтеэ

- „ t (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процессов в системах газ. (пар) -жидкость, а более конкретно — к аппаратам, снабженным беспереливными (провальны- 5 ми) контактными тарелками, для проведения ректифйкационных и абсорбционных процессов.

Известен аппарат, содержащий бес- 10 переливные контактные тарелки с направленным вводом газа (пара) в жидкость. Каждая тарелка состоит из верхней и нижней секций, выполненных из просечено-вытяжного листа. Благодаря определенной ориентации прорезей для прохода газа в верхней секции жидкость движется от центра к периферии, а в нижней - наоборот. Слив жидкости происходит за счет образова- 20 ния эон повышенного статического давления по периферии и в центр верхней и нижней секций соответственно (1), Однако ввиду уменьшения активной площади тарелки с увеличением нагруз-25 ки по жидкости, а также значительного уноса жидкости с нижней секции вследствие большой неравномерности рас.пределения жидкости по тарелке и увеличения локальных скоростей аза, 3() эти тарелки характеризуются низкой эффективностью массообмена.

Известен аппарат, снабженный тарелками с направленным ввод щ газа, (пара) в жидкость и локализованным провалом, который состоит из основания с прорезями для ориентированного ввода газа (пара) в жидкость и сливных устройств в виде отверстий с направляющими элементами. Газ (пар), выходящий иэ прорезей, транспортирует жидкость в направлении сливных устройств, где за счет кинетической энергии газо-жидкостного потока или повышения давления в результате его удара о направляющей элемент проходит упорядоченный (локализованный1 провал жидкости через сливные отверстия на нижележащую тарелку (2). . Недостатком указанного. аппарата является значительный локальный унос жидкости с тарелок в результате удара газо-жидкостного потока о направляющий элемент, не содержащий отражательного устройства, что вместе с плохо развитой второй зоной контакта фаз в межтарельчатом объеме не позволяет создать аппарат, обладающий высокой эффективностью разделения при

789124 больших нагрузках по газу (пару) и жидкости.

Известен тепломассообменный аппарат в системах газ (пар)-жидкость, сбдержаший корпус, внутри которого по высоте размещены установленные под углом 90 относительно друг к другу тарелки с отверстиями для слива жидкости, снабженные контактными элементами с односторонниМ выходом газа (пара), вертикальные приемные и направляющие перегородки с перераспределительными отверстиями (3).

Однако в таких аппаратах незначительная пропускная способность по жидкости и не обеспечивается ее равномерное распределение по тарелке.

Цель изобретения — увеличение пропускной способности по жидкости и обеспечение равномерного ее распределения.

В предложенном аппарате направля ющие перегородки выполнены зигзагообразными; и перераспределительные отверстия в них размещены эквиди-= стантно относительно сливных отверстий тарелки.

Целесообразно направляющие перегородки снабжать в верхней части отражательными пластинами, выполненными с отверстиями; приемные перегородки устанавливать под углом 90 к о осям направляющих перегородок.

На фиг. 1 представлен аппарат с тарелками, план; на фиг. 2 — то же, продольный разрез; на фиг. 3 — узел

А на фиг, 1, в аксонометрии; на фиг. 4 — узел Б на фиг ° 1, в аксоно метрии; на фиг. 5 — разрез В-В на

Фиг. 1; на Фиг. 6 — разрез Г-Г на фиг. 1.

Массообменный аппарат содержит корпус 1 с установленными в нем тарелками, включающими основание 2, снабженное контактными элементами 3, направляющими перегородками 4, отражательными пластинами 5 и приемными перегородками 6, образующими с осями о направляющих перегородок угол 90

В нижней части направляющих перегородок 4 выполнены перераспределительные отверстия 7, а основание.2 снабжено сливными отверстиями 8, выполненными в виде отогнутых вниз просечек.

Отражательные элементы выполнены или из перфорированного листа с отверстиями 9 различной формы или в виде плоской пластины, установленной с зазором!По отношению к направляюI шим йерегородкам 4.

Аппарат работает следующим образом.

Газ (пар), поступающий на тарелку через контактные элементы 3, проходи в виде струй встречного направления через жидкость, находящуюся на тарел ке, Газовые (паровые) струи и создаваемые ими потоки жидкости интенсив но взаимодействуют между собой. Этому способствует вихреобразование между рядами разнонаправленных контактных элементов. Эа счет кинетической энергии газа (пара) жидкость движется к сливным устройствам. В результате удара газо-жидкостного потока о направляющие перегородки 4 образуются зоны повышенного давления жидкости вблизи сливных отверстий 8, вследствие чего и происходит локализованный !

О провал жидкости на нижележащую тарелку. При этом струи жидкости, выходящие из сливных отверстий 8, перекрывают рабочую плошадь тарелки и сепарируют в межтарельчатом объеме капли

15 жидкости, выносимые газом (паром) из барботажного слоя.

При ударе газо-жидкостного потока о направляющие перегородки 4 происходит его уплотнение, что приводит к

Щ повышению локальной скорости газа (пара) в зоне направляющих перегородок, а это, в свою счередь, вызывает вынос значительного количества жидкости из зоны слива. Отражательные пластины 5, установленные над направляющими перегородками, с одной стороны, сепарируют жидкость иэ газового потока, а с другой - способствуют снижению локальных скоростей газа (пара) за счет его перераспределения по сечению аппарата. Этой же цели служат отверстия 9 в отражательных элементах, которые могут устанавливаться с зазором по отношению к направляющим перегородкам.

Возникновение локальной неравномерности гидродинамических условий в зоне слива предотвращается перетоком жидкости через перераспределительные отверстия 7, которые расположены по

4Q оси направляющих. перегородок 4.

Проконтактировавшая с газом (па-: ром) в межтарельчатом объеме жидкость поступает на перфорированные приемные перегородки 6, откуда она перераспре45 деляется по тарелке ° Последовательно пройдя барботажный слой и зону контакта фаз в межтарельчатом объеме, газ (пар) устремляется на вышележа-, щую тарелку.

С целью интенсификации массообме.на в аппарате и повышения эффективнос.ти его работы в целом, над направляющими элементами установлены снабженные прорезями отражательные пластины. Размещение сливных отверстий по обе стороны направляющих элементов и выполнение последних зигзагообразными позволяет испольэовать один направляющий элемент в двух сливных устройствах, что снижает металлоемЩ кость тарелок и уменьшает трудоемт кость их изготовления за счет уменьшения количества направляющих элементов. Кроме того, зигзагообразная перегородка делит тарелку на секут ции, устраняя раскачивание газо-жид789124 костного слоя и, тем самым, повышает эффективность работы тарелки.

Выполнение в направляющих элементах отверстий, расположенных эквидистантно прилежащим сливным отверстиям, обеспечивает переток жидкости между смежными сливными устройствами и поддерживает равенство гидростатических давлений в последних, что определяет равную пропускную способность сливных устройств, обеспечивающую равномерное орошение тарелок.

Установка приемных перегородок между зигзагообразными перегородками параллельно направлению выхода газа иэ контактных элементов исключает провал поступающей с вышележащей тарелки жидкости, которая улавливается приемными перегородками и стекает по ним на тарелку. Кроме того, приемные перегородки предотвращают раскачивание газожидкостного слоя в секциях тарелки, образованных зигзагообразными перегородками, и в то же время обеспечивают свободное перемещение жидкости к сливным устройствам.

Установленные над направляющими элементами и снабженные прорезями отражательные пластины используют увеличение локальной скорости газа вблизи сливных устройств для контакта проходящего через пластины газа с падающей на них из межтарельчатого объема жидкостью. Кроме этого, уменьшается унос жидкости за счет ее сепарации из газового потока, проходящего через пластины.

Формула изобретения

Тепломассообменный аппарат, для систем газ (пар) -жидкость, содержащий корпус, внутри которого по высоте размещены установленные под углом о

90 относительно друг к другу тарелки со сливными отверстиями, снабженные контактными элементами с односторонним выходом газа (пара), вертИ10 кальные приемные и направляющие пер городки с перераспределительными отверстиями, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности по жидкости, обеспечения равномерного ее распреде

15 ления, направляющие перегородки выполнены зигзагообразными, и перераспределительные отверстия в них размещены эквидистантно относительно сливных отверстий тарелки.

gp 2. Аппарат по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что направляющие перегородки снабжены в верхней части отражательными пластинами, выполненными с отверстиями.

3. Аппарат по п.1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что, приемные перегородки установлены под углом

90 к осям направляющих перегородок. о

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 871594, кл. 12а5, 12.06.53.

2. Патент ФРГ 9 1035098, кл. 12а5, 04.02.56.

3. Авторское свидетельство СССР

35 9 194764, кл. В 01 D 3/22, 03.09.64, 789124

8-В

Г-Г

Составитель С.Баранова

Техред Н.Граб Корректор,.Г. Решетник

Редактор Т.Киселева

Тираж 809. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 еф(Филиал ППП Патент, . г. Умгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8924/4