Контактная тарелка
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к евт, сеид-ву (22) Зеявлеио 190479 (2)) 2 /ььб4ь/23-26 (51) Щ. Ки.
В 01 В 3 22 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий
Опубликовано 230181. Бюллетень 3
Дате опубликовании описания 2 30 1.81 (53) УДК Ы.048. ЗЛ (088,8) (72) Авторы изобретения
Ю.A.Ïó÷êoâ, A,Н,Сулима, A.R.Òþòþííèê эв, A.Н.Щавлинский и 3.Г.Тхорев кая (71) Заявитель (54) КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА
Изобретение относится к кольце вым тарелкам с трубчатыми переливами и контактными элементами для про ведения масс- теплообменных процессов ректификации, абсорбции, увлажн ени я в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известна массообменная тарелка, снабженная.направляющими перегородками, простирающимися от места ввода до места слива жидкости и разделяющими основание тарелки на панели пропорциональной площади. Направляющие перегородки, расположенные на 15 основании тарелки, образуют каналы переменной ширины в случае тарелки с хордовыми переливами и постоянной ширины, но различной длины, в случае тарелки с радиальными переливамиГЦ, 20
Недостатками данного типа тарелки являются низкая эффективность, обусловленная неодинаковым временем пребывания жидкости в различнык каналах, неравномерное распределение газового потока по сечению тарелки вследствие разбивки направляющими перегородками межтарельчатого пространства на ряд самостоятельных отсеков, препятствующих перераспреде- 30 лению газа, а также наличие эн ачительного градиента жидкости по дли. не тарелки вследствие неиспользования энергии газового потока для ее перемещения, что снижает допустимые нагрузки по газу и жидкости.
Известны также кольцевая центробежная тарелка с цеитральными трубчатым и периферийным кольцевым переливами, основание которых снабжено направляющими перегородками и виде многозаходных спиралей или перфорированных цилиндров L %3.
Недостатками тарелки являются непостоянство ширины спиральных каналов, сечение которых увеличивается от центра к периферии, неравномерность распределения жидкости;.и / газа по сечению тарелки, которая зависит от величины задержки, а также низкая эффективность разделения, определяемая длиной спиралевидных каналов.
Цель изобретения — увеличение допустимых нагрузок по гаэ. (пару) и жидкости и снижение неравномерности распределения гаэожидкостного слоя на тарелке.
797710
Укаэанная, цель достигается тем, что перегородки изогнуты по кривой, описываемой уравнением где Π— длина текущего луча, выход 4 дящего иэ центра перелива до пересечения с перегородкой и касательной, проведенной иэ конца радиуса r повернутого на угол Ч, текущий угол поворота радиу1- АЕл са r; с — предельный угол поворота радиуса r; ф — угол деления окружности пеДОЛ релива на части;
R — радиус тарелки;
r радиус переЛйва; номер точки деления (i= 0,1,2,3.....) и расположены относительно друг друга на одинаковом расстоянии и под углом, равным 90, относительно вью ходных кромок направленных элементов для газа (пара) .
Направляющие перегородки устанавливаются относительно основания тарелки на расстоянии, равном 0,05-0, 1 от высоты перегородки, а верхняя часть направляющих перегородок выполнена с прорезями и снабжена язычками, отогнутыми в сторону движения гаэожидкостного потока, На фиг,1 изображена тарелка, продольный разрез; на фиг.2 — то же, поперечный разрез, Тарелка состоит иэ основания 1 с контактными элементами 2, в виде отверстий 3 для газа, кромки которых расположены на касательных к окружности перелива и направлены под углом к основанию тарелки. В центре тарелки расположен перелив 4, снабженный диском 5. Над основанием с зазором 6 установлены направляющие перегородки 7 криволинейной формы, образующие каналы 8 для движения газожидкостного потока, а также прорези 9, выполненные в верхней из части.
Контактная тарелка работает следу ющим образом.
Поступающая на периферию тарелки жидкость равномерно распределяется между каналами 8. давление жидкости в каналах 8 от стенки колонны к цент ральному переливу 4 происходит в результате вдува газа в слой жидкости.
Часть потока жидкости, находящаяся выше нижней кромки направляющих перегородок 7, движется по криволинейной траектории, соответствующей форме канала 8, а другая часть жидкости, находящаяся между нижней кромкой перегородки 7 и основанием тарелки 1, совершает вращательное движение.
Разбивка основания тарелки направляющими перегородками на ряд каналов позволяет уменьшить поперечное перемешивание жидкости и создает концентрический перепад по длине канала, а также получить линии. тока жидкости одинаковой длины, причем жидкость в каждом канале нступает в контакт с равным количеством газа.
Наличие на тарелке перегородок криволинейной формы, изогнутых по кривой, описываемой указанным уравнением позволяет получить постоянную высоту гаэожидкостного слоя на тарелке независимо от нагрузок по газу и жидкости. Расположение направляю15 щих перегородок в различных точках тарелки перпендикулярно к касательным, проведенным к окружности перелива, и, следовательно, к выходным кромкам газовых отверстий„ позноля2О ет наиболее эффективно использовать кинетическую энергию газового потока как для перемещения жидКости к переливу, так и для ее вэаимодей— стния с газом. Интенсивность пере25 мещения жидкости растет с увеличением нагрузок по газу,что позволяет при больших нагрузках по жидкости выраннять высоту слоя жидкости по радиусу тарелки и достичь равномерного распределения газа, Наличие зазора между основанием тарелки и нижним краем направляющих перегородок позволяет увеличить время пребывания части жидкоcòè, находящейся на тарелке и совершающей вращательное движение. Воэ— растание времени пребывания жидкости на тарелке увеличивает эффективность разделения.
Уменьшение поперечного перемеши4g вания жидкости на тарелке эа счет направляющих перегородок, использование транспортного эффекта для обеспечения равномерности распределения контактирующих фаз,наличие зазора между основанием тарелки и нижним краем перегородок — все это способствует как повышению допустимых нагрузок по газу и жидкости, так и увеличению эффективности работы кольцевых тарелок.
Наличие н верхней части направляю щих перегородок прорезей с язычками, отогнутыми по направлению газожидкостного потока, позволяет нинелировать градиент жидкости по ширине канала и между каналами, а также использовать динамический напор движущегося гаэожидкостного слоя в каналах для повышения допустимых нагрузок по жидкости.
Такое конструктивное исполнение тарелки позволяет эффективно проводить процесс массообмена между фазами с более полной степенью извлечения
45 компонентов, а также понысить допус797710
Формула из обре тени я
o.= ((% -r )(1- . )» г где — )дЕЛ"
2 гимые нагрузки по контактирующим фазам.
1. Контактная тарелка для тепло« массообмена колонн, содержащая основание с центральным переливом и направленными элементами для газа (пара); расположенными по касательным к окружности перелива, и направляющие перегородки, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью увеличения допустимых нагрузок по газу (пару) и жидкости и снижения неравномерности распределения гаэожидкостного слоя на тарелке, направляющие перегородки изогнуты по кривой, описываемой уравнением длина текущего луча, выходящего из центра перелива до пересечения с перегородкой и касательной, проведенной из конца радиуса r,ïîвернутого на угол (ф, текущий угол поворота радиуса r;
d. — предельный угол повооо та радиуса r; — угол деления окружности перелива на части)
R — радиус тарелки; г —. радиус перелива;
5 i - номер точки деления (1=0 1,2, 3...) и расположены относительно друг друга на одинаковом расстоянии и под углом, равным 90О относительно выходных кромок направленных элементов для газа (пара), 2. Тарелка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что направляющие перегородки установлены относитель1 но основания тарелки на расстоянии
I равном 0,05-0,1 от высоты перегородки.
З..Тарелка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что верхняя
;щ часть направляющих перегородок выполнена с прорезями и снабжена язычками, отогнутыми в сторону движения газожидкостного потока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ГЦР Р 69581, кл. 12 а 5, 02.03.59, 2 ° Оборудование, era эксплуатация, ремонт и защита от коррозий в химической промышленности. Сборник НИИТХИМ, М., 1969, вып.2, с.6-U.
Составитель С. Баранова
Редактор Н.Егорова Техред Н. Барадулина
КоРРектор Г.Решетник
Заказ 9871/5 Тираж 717 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная. 4