Тарелка для тепломассообменных процессов

Тарелка для тепломассообменных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмх

Соцмалмстмческмх республмк

ОП ИСАНИЕ (I I> 8

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ау (22) Заявлено 20.03.80 (21) 2896490/23 — 26 с присоединением заявки М (5I)M. Кл.

В 01 0 3/26 (28) Приоритет

Гасударственный комитет

СССР по делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12.81 (5З) УДК66А)48. .375 (088.8) И. И, Поникаров, Б. М. Азизов, М. 3. Атабаев, Е. Б. Гаврилов, В. А. Калашников, Н. И. Багаутдинов и М. Г. Гайнуллин (72) Авторы изобретения

Казанский химико-технологический институт им. С. М. Кирова (7l) Заявитель (54) ТАРЕЛКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЪ|Х ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов ректификации, абсорбции и хемосорбцин в системе газ — жидкость.

Известная контактная тарелка для тепломассообменных процессов, выполненная в виде листа с продольными щелями, вдоль которых прикреплены вертикальные полосы, под которыми расположен поддон, и по обе стороны на листе имеются отверстия с отогнутыми в сторону щелей кромками (1).

Недостатком данной тарелки является узкий диапазон изменения нагрузок по газу, ограниченный минимально допустимой скоростью газа (пара), уменьшение которого приводит к неустойчивому соударению двухфазных потоков, и величиной допустимого уноса при скорости газа (пара) свыше 2,0 м/с (считая на полное сечение аппарата). Унос жидкой фазы возникает по причине перекрестного движения фаз в месте их сепарации, в результате чего мелкие капли, образовавшиеся отг соударения встречных двухфазных потоков, уносятся газовым (паровым) потоком на вы шележащую тарелку. К недостаткам данной тарелки можно также отнести болыное сопротивление тарелки (P — 150 — 280 мм вод.ст.), которое является результатом горизонтального соударения встречных потоков, расположенных на расстоянии, обеспечивающим эффективную работу тарелки.

Известна контактная тарелка для массообменных аппаратов, составленная из отдельных пластин, расположенных под углом к направ1О пению движения взаимодействующих фаз и снабженных перевернутыми желобами, установленными между щелями верхней и нижней тарелок, и пластинами, прикрепленными к нижним кромкам отдельных пластин верхней та15 релки, расположенными параллельно стенкам желобов (2).

Однако большую трудность при использовании этой тарелки в промышленных колоннах представляет обеспечение равномерного распре20 деления пленки жидкости на наклонных пластинах, что приводит к возникновению участков, где отсутствует контакт газа (пара) с поступающей жидкостью.

889023

45

Пслопагком данной тарелки является также неполное использование энергии ударногэ слияния потоков, которая расхоцуется на прсодоление сил трения о поверхность жидкости, где происходит соударение потоков. Все это ухудшает сепарацию фаз и эффективность массообмена.

Цель изобретения — улучшение сепарации фаз и эффективности массообмена за счет полного использования энергии ударного слияния потоков.

Указанная цель достигается тем, что контактная тарелка, состоящая из отдельных пластин, расположенных под углом к оси аппарата и образующих щели между двумя соседними. пластинами, над которыми установлены перевернутые желоба, снабжена дополнительными перевернутыми желобами, установленными между первыми желобами, боковые стенки дополнительных желобов параллельны наклонным пластинам, верхняя часть каждого желоба снабжена вертикальными прямоугольйыми патруб-, -еками для газа, а верхние кромки наклонных пластин снабжены вертикальными перегородками, нижние кромки которых установлены на расстоянии от желобов.

Такая конструктивная компановка способствует равномерному распределению пленки жидкости на кромках дополнительных перевернутых желобов, исключающих перекрестное движение фаз в зоне сепарации, к более полному использованию энергии ударного слияния потоков.

На фиг. 1 изображена массообменная тарелка, поперечный разрез; на фиг. 2, — то же, в аксонометрии.

Тарелка 1 состоит из отдельных пластин 2, расположенных под углом к оси аппарата, Над наклонными пластинами 2 установлены перевернутые желоба 3, выполняющие роль полотна тарелки. Для отбортовки вверх кромок 4 желоба 3 делаются надрезы. Между желобами

3 установлены дополнительные желоба 5, .боковые кромки 6 основного желоба и 7 дополнительного желоба образуют щели 8 для .ввода жидкости в каналы 9. Верхние кромки наклонных пластин 2 снабжены вертикальными перегородками 10, делящими межтарельчатое пространство на зоны сепарации фаз 11 и зону подвода газа (пара) 12, Каналы 9 секционированы по длине вертикальными пластинами 13, образующими прямоугольные патрубки 14 для газа.

Тарелка работает следующим образом.

Газ показан пунктирными стрелками поступает йз патрубков 14 нижележащей тарелки 1 в зону подвода газа 12 и направляется в каналы 9, где осуществляется прямоточное взаимодействие с поступающей из щели 8 жидкостью. Контактирование жидкости с газом (паром) происходит на кромках 7 желобов ограниченных по длине вертикальными пластинами 13, которые обеспечивают равномерное распределение пленки жидкости, При выходе двухфазных потоков из двух встречных каналов 9 происходит их соударение, дополнительно увеличивающее эффективность массообмена. Весь слившийся поток направляется при воздействии желоба 5, исключающего движение фаз в месте ударного слияния и сепарации, в зону сепарации 11, где осуществляется разделение потока. После столкновения газожидкостный поток движется в зоне сепарации по направлению к нижележащей тарелке 1.

Газовый поток, уменьшая скорость своего движения до некоторой величины и изменив направление, отводится через патрубки 14 из зоны сепарации фаз на вышележащую тарелку.

Жидкость в виде капель, двигаясь под действием сил инерции и гравитации, ударяясь о поверхность столба жидкости, выполняющего роль гидрозатвора, остается на нижележащей тарелке, В лабораторных условиях была изготовлена и испытана модель тарелки, которая имела следующие параметры:

Высота между тарелками,Н,мм 400

Угол встреч двухфазного потока, 25

Длина канал, мм 80

Ширина щели для жидкости, t, мм 2

Исследование процесса массобмена проводились на примере десорбции кислорода из воды воздухом. Соотношение нагрузок по жидкости и газу L/G изменялось в пределах

0,5 — 2,5,. скорость воздуха W, от есенная к полному сечению аппарата составляет 0,5—

3,5 м/с. Эффективность тарелки оценивалась по КПД, Мерфри (г) ) и составила 0,90, для

W = 3,5 м/с, и 1/G = 1.

Исследования подтвердили устойчивую работу. тарелки в широком диапазоне измерения нагрузок при высоких показателях КПД.

Формула изо бре те ни я

Тарелка для тепломассообменных процессов, состоящая из отдельных пластин, расположенных под углом к оси аппарата и образующих щели между двумя соседними пластинами, над которыми установлены перевернутые желоба, отличающаяся тем,что, с целью улучшения сепарации фаэ и эффективности массообмена за счет полного использования энергии ударного слияния потоков, она снабжена дополнительными перевернутыми желобами, установленными между первыми желобами, боковые стенки дополнительных желобов параллельны наклонным пластинам, верхняя часть каждого желоба снабжена вертикальными прямоугольными патрубками для газа, а верхние кромки наклонных пластин снабжены вертикальными перегородками, нижние

ÇÅÎ23 кромки которых установлены на расстоянии от желобов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР К 565671, кл. В О1 0 3/22, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР У 570366, кл. В Ol D 3/2S, 1975.

Составитель А. Сондор

Техред О.дюлай

Редактор Л. Плисак

Корректор М. Шароши

Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

)3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10805/10

Филиал ППП "11атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4