Устройство для тепломассообмена

Устройство для тепломассообмена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБ еаЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советскик

Социалнстическик

Республик

В 010 3/22 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гоаударстввиимй комитет

СССР (53) УЛК66.015. .23.05(088.8).

lo делам иаобретеиий и открытий

Опубликовано 15.06.81. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15.06.81

В. Г. Ппаксин, М. H. Поспелов, О. l3. Путил и В. Д. Кабалдаев (72) Авторы изобретения

Восточный научно-исспедоватепьский угпехиМический институт (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА

Изобретение относится к тепломассообменным копоннам, предназначенным дпя взаимодействия жидкости с паром (газом) и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство дпя тепломассообмена, включающее горизонтальную ситчатую тарелку и установленный над ней сепарирующий элемент, разделенный на сек1Î ции и перемещающийся по вертикали. Сепарирующий эпемент выполнен в виде пластины с отверстиями, которая разделена на четыре секции. Последние соединяются между собой грузом в виде кольца, вес которого равномерно распределяется по всем секциям. Сепарирующий элемент может совершать перемещения по вертикали, ограниченные упорами Pl).

Недостатками данного устройства является недостаточная эффективность и падеж« ность работы устройства. В работе сепарИрующий подвижный эпемент может перекашиваться, что вызовет его закпинивание, спедовательно, потерю способности следовать за верхней границей барботажного слоя. При этом сепарирующий элемент тонет в газожидкостном слое. Тем самым теряется способность сепарирующего эле-мента "зажимать, турбупиэировать гаэожидкостный спой на тарелке. Над тонкой пластиной .сепарирующего элемента в работе образуется эона вторичного барботажа, дпя которой с ростом нагрузки по rs зу интенсивный унос наступает раньше, чем на основной неподвижной тарепке,что резко снижает эффективность процесса и вызывает захлебывание вышележащей тарелки. Кроме того, сепарирующий элемент вносит дополнительное сопротивление дпя прохода газа.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса и надежности работы устройства.

Указанная цепь достигается тем, что секции элемента гибко соединены между собой, а каждая секция выполнена из нескопьких горизонтально расположенных од7350 4 зы 19 Пластины располагаются эаподли цо с нижним торцом рамы 13 и верхним

15

25

Зо

50

3 83 на над другой рам, жестко скрепленных между собой.

Целесообразно также сепарирующий элемент выполнять из материала с плотностью 0,2-1,5 кг/см .

Ъ

Гибкое соединение секций сепарирую

1 щего элемента позволяет исключить закпи- нивание элемента, что повышает надежность работы устройства.

Выполнение сепарирующего эпемента из двух или нескопьких горизонтальных рам обеспечивает, во-первых, надежную сепарацию жидкости от газа, что позволяет расширить диапазон эффективной ðàáîты, во-вторых, малое гидравлическое сопротивление, и, в-третьих, интенсивную рециркуляцию жидкости на тарелке. Рециркупяция повышает количество жидкости на тарелке, а значит, эффективность ее работы.

Изготовление сепарирующего элемента из материала с малой плотностью гарантирует нахождение сепарирующего элемента на верхней границе барботажного слоя, где эпемент выравнивает пупьсацию барботажного слоя, предотвращает его раскачку, запирает слой, обеспечивая его турбулизацию. Это повышает эффективность процесса тепломассообмена.

На фиг. 1 показано устройство для тепломассообмена, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — верхняя рама устройства, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - нижняя рама, разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для теппомассообмена устанавливается горизонтально в корпусе колонны 1. Оно состоит из тарелки 2 произвольной конструкции, В частности сит-. чатая тарепка, изображенная на фиг. 1 и.

2 имеет трубы 3 для подачи жидкости, приемный карман 4, приемную планку Gq спивную планку 6, сливной карман 7,спивное устройство 8. Сепарирующий эпемент состоит из четырех секций 9-12, каждая из которых собирается из верхней раа мы 13 и нижней 14, жестко соединяемых между собой через проушины 15 и 16, например стяжкой 17.

Конфигурация сепарируюшего элемента в ппане, а следовательно, и самих рам, соответствует конфигурации рабочей части таренки в плане. Например, на фиг. 1 одна из сторон рамы выполнена в виде час-; ти окружности. В рамах закреплены наклонные пластины 18, распопагающиеся под углом до .60© к горизонтали. Пластины устанавпиваются в соответствующие паторцом рамы 14, так что при скреплении рам пластины образуют зигзагообразные паралнепьные каналы. Секции соединяются между собой шарнирами 20, которые входят в углубления 21 двух соединяемых рам. для предотвращения смещения сепарирующего элемента могут быть установлены направляющие 22. Сепарирующий эпемент изготовпяется из материала, обеспечивающего плавучесть элемента, например, из пенопласта или попым из листового тонкого металла. В общем случае ппотность материала сепарирующего элемента выбира« ется из расчета 0,2-0,8 ппотности жидкой фазы, находящейся на тарелке.

Устройство для тепломассообмена работает следующим образом.

Поток жидкости поступает на тарелку

2, барботируется газом. На тарелке обраэуется газожидкостный слой, на верхней границе которого "плавает сепарирующий элемент, газ проходит зигзагообразные каналы сепаратора, отделяется от жидкости, которая сливается обратно на тарелку.

За счет веса сепаратора газожидкостный слой находится в уплотненном состоянии, структура его мелкоячеистая, на тарепке имеет место режим инверсии фаз.

С ростом скорости газа высота гаэожидкостного слоя на тарелке увеличивается и сепарирующий элемент. всплывает, оставаясь на верхней границе барботажного споя. В то же время возрастает перенос жидкости газом в вертикальном направпении. Жидкость интенсивно циркулирует между объемом зигзагообразных каналов сепаратора и тарелкой.

Использование в данном устройстве плавучего сепарирующего эпемента с зигзагообразными каналами дня прохода газа обеспечивает малое гидравлическое сопротивление системы и осуществление на тарелке наиболее эффективного режима мас-. сообмена-инверсии фаз. Гибкое соединение секций гарантирует сепаратор от закпинивания при неизбежных его перекосах, свяэанных с пупьсацией барботажного слоя в процессе работы, что повышает надежность работы устройства. Выполнение секций из рам с закрепленными в них накпонными пластинами упрощает технологию их изготовпения, так как позволяет штамповать рамы вместе с пластинами, например из пенопласта.

Использование предлагаемого устройства для тепломассообмена обеспечивает аф5 8373 фективную и устойчивую работу колонн в широком диапазоне изменения режима теппообмена.

Форму па изобретения

1. Устройство для тепломассообмена, включающее горизонтальную тарелку и установленный на ней сепарируюший элемент,!0 разделенный на секции и перемешающийся по вертикали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса и надежности работы устройства, секции элемента гибко соединены между собой, а каждая секция выполнена из нескольких горизонтально расположенных одна над другой рам, жестко скрепленных между собой.

2. Устройство по и. 1, о т и и ч аю щ е е с я тем, что рамы снабжены наклонными пластинами, при этом направление пластин в соседних рамах противоположное.

3. Устройство по п. 1, о т и и ч аю ш е е. с я тем, что сепарируюший элемент выполнен из материала с плотностью

0,2-1,5 кг/см .

Ъ

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии ¹ 52-10777, kn. В 01D 3/22, 1977. 837350

Составитель Г. Урусов

Редактор О. Персиянпева Техред А. Савка Корректор Л. Иван

Заказ 4231/7 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4