Устройство для распределения фаз

Устройство для распределения фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()980789

161) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.06.81 (21) 3305778/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл з

В 01 D 53/18

В О! D 3/22

Гвсудврстеевньн кемнтет

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.82 (53) УДК 66.015. .23.05 (088.8) по делам изобретений и аткрытий (72) Авторы изобретения

В. Н. Соколов, А. И. Карпович, В. А. Иванов, и В. М. Крылов

Гродненское производственное объединение им. С. О. П риты цкого (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗ

Изобретение относится к распределительным устройствам для распределения легких продуктов (жидкости или газа) в аппаратах колонного типа, которые заполнены более тяжелым продуктом (жидкостью) и может использоваться, в частности, в качестве га- 5 зораспределительного устройства для абсорберов со сплошным барботажным слоем.

Известно устройство для распределения фаз, состоящее из пластин, установленных под углом друг к другу и образующих прямые и перевернутые желоба со щелью в вершинах. Желоба эти служат для накопления и распределения соответственно тяжелой и легкой фазы и установлены поэтапно по высоте колонны (1).

Известно также устройство для распределения фаз в колонных аппаратах, включающее пластины, установленные под углом друг к другу и образующие прямые и перевернутые желоба, жестко прикрепленные к Г-образному элементу с прорезями в нижней части (2).

Недостатками этого устройства являются неудовлетворительная его работа при изменении нагрузок (особенно по газовой фазе) в широком диапазоне. Это объясняется тем, что при резком увеличении расхода газа возрастает динамическое сопротивление отверстий в вершинах перевернутых желобов вследствие чего под распределительным устройством образуется слой газовой фазы, что приводит к проходу ее через переливные цели в прямые желоба. Это вызывает нарушение организации потоков фаз и приводит к неравномерному распределению их по сечению колонны. Кроме того, кало свободное сечение тарелки (3 — 5%), что повышает гидравлическое сопротивление и приводит к увеличению диаметра аппарата и, следовательно, к его металлоемкости. При больших диаметрах аппарата наблюдается увеличение распределения легкой фазы по центру колонны и недостаточное — на периферии.

Это объясняется тем, что в силу инерционности системы желоб — кольцевой Г-образный элемент — желоб при больших диаметрах аппарата в центральной части желобов образуется градиент легкой фазы, что вызывает неравномерность распределения ее по сечению аппарата.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства при изменении нагрузок по легкой фазе в широком диапа ovine

5S зоне за счет снижения гидравлического сопротивления.

Указанная цель достигается тем, ч.го в устройство для распределения фаз в колонных аппаратах, включающее пластины, установленные под углом друг к другу и образующие прямые и перевернутые желоба, жестко прикрепленные к Г-образному элементу с прорезями в нижней части, снабжено переточными желобами, установленными между перевернутыми желобами, перпендикулярно им, при этом вершины перевернутых желобов выполнены в виде перфорированных гофр.

Нижние вершины гофр расположены на уровне прорезей Г-образного элемента.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 вид сврху на фиг. 1; на фиг. 3 — конструкция желобов; на фиг. 4узел 1 на фиг. 1.

Распределительное устройство состоит из перевернутых желобов 1, вершины которых выполнены в виде перфорированных гофр 2 с нижними 3 и верхними 4 отверстиями. Перевернутые желоба установлены с зазором 5 друг относительно друга, образуя прямые желоба 6 и жестко крепятся к Г-образному элементу 7, имеющему прорези 8. Г-образный элемент также жестко крепится к стенке колонны 9, образуя с ней кольцевой канал !О.

Перпендикулярно перевернутым желобам в зазоре между ними установлены переточные желоба 11, имеющие в месте крепления с перевернутыми желобами прорези 12.

Распределительные устройства размещены поэтапно по высоте колонны, причем каждое последующее устройство повернуто относительно предыдущего на 90 .

Устройство работает следующим образом.

Газ, поднимаясь по затопленной колонне, накапливается в полостях перевернутых желобов 1, образуя газовый слой. Высота этого слоя будет неравномерной, больше она в центральных и меньше в периферийных перевернутых желобах. Под воздействием столба жидкости, находящейся над распределительным устройством, на слой легкой фазы действует сила давления, которая определяет уровень этого слоя в перевернутых желобах и стремится к выравниванию их (уровней легкой фазы) по всем перевернутым желобам. Выравнивание уровней производится за счет наличия кольцевого канала 10 и переточных желобов 11. Неравномерность уровней легкой фазы в периферийной части желобов устраняется путем перераспределения ее через прорези 8 и кольцевой канал 10.

Поскольку основная часть легкой фазы скапливается в центральной части обратных желобов 1, то ее быстрое перераспределение осуществляется посредством переточных желобов 11 через прорези 12. Такое конструктивное решение позволяет значительно уменьшить время перераспределения легкой

40 фазы по обратным желобам, в особенности при значительных диаметрах аппарата, где в большой мере оказыватеся инерционность системы желоб — кольцевой канал — желоб. Все это позволяет обеспечить дальнейшее равномерное распределение легкой фазы по всему сечению аппарата и соответственно повысить эффективность работы устройства.

Одновременно с указанным процессом идет распределение легкой фазы через отверстия 4 в объем тяжелой фазы, расположенной над распределительным устройством в виде тонких струек, которые сразу не диспергируются, чем обеспечивается эффективный контакт фаз.,Далее легкая фаза барботирует через слой жидкости и поступает на следующее распределительное устройство, где процесс повторяется.

Благодаря выполнению вершин обратных желобов в виде перфорированных гофр

2 значительно увеличивается живое сечение устройства, что дает возможность увеличить его производительность по легкой фазе, а выполнение нижних вершин гофр на уровне прорезей 8 Г-образного элемента позволяет осуществить оперативное перераспределение легкой фазы среды гофр 2 обратного желоба, при резком увеличении уровня последней.

Расширение диапазона эффективной работы устройства»о легкой фазе осуществляется посредством отверстий 3 в нижней вершине гофр 2. При малой нагрузке эти отверстия работают как переливы для жидкости, а при увеличении нагрузки по легкой фазе уровень ее вследствие динамического сопротивления отверстий 4 резко возрастает и она начинает также барботировать в вышерасположенную фазу через отверстия 3. Это позволяет автоматически резко увеличить живое сечение устройства и эффективность контакта фаз при незначительном увеличении гидравлического контакта фаз, при незначительном увеличении гидравлического сопротивления, что предотвращает оголение распределительного устройства и сохраняет организацию потоков фаз.

Проконтактировав с легкой фазой, жидкость скапливается в полостях прямых желобов 6 и через зазоры 5 в их вершине равномерно распределяется по всему сечению аппарата в объем над нижележащим распределительным устройством.

Для более равномерного перераспределения фаз по сечению аппарата и увеличения эффекта контактирования между ними каждое последующее распределительное устройство развернуто на 90 по отношению к предыдущему.

Таким образом, предлагаемая конструкция распределительного устройства позволяет по сравнению с известной значительно расширить диапазон эффективной работы устройства по легкой фазе, увеличить его произво980789

Формула изобретения дительность и эффективность. Все это дает возможность применять данное устройство в колоннах, подверженных резким колебаниям нагрузок по легкой фаэе или же при изменении их в широком диапазоне в процессе работы.

Исследование эффективности работы предлагаемого усройства проводилось на модельной системе раствор сульфата натрия — воздух в присутствии катализатора, и показало, что по сравнению с известным эффективность ступени увеличилась в среднем на 131 в,диапазоне изменения нагрузки по легкой фазе и производительность его возросла на 40 — 55%.

1. Устройство для распределения фаз в колонных аппаратах, включающее пластины, установленные под углом друг к другу и образующие прямые и перевернутые желоба, жестко прикрепленные к Г-образному элементу с прорезями в нижней части, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства при изменении нагрузок по легкой фазе в широком диапазоне за счет снижения гидравлического сопротивления, оно снабжено переточными желобами, установленными между перевернутыми желобами, перпендикулярно им, при этом вершины перевернутых желобов выполнены в виде перфорированных гофр.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижние вершины гофр расположены на уровне прорезей Г-образного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспЕртизе

1. Авторское свидетельство СССР № 194761, кл. В 01 D 3/22, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР № 793619, кл. В 01 D 53/18, 1979.

980789

Редактор И. Касарда

Заказ 9539/8

Составитель Г. Урусова

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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