Массообменная тарелка
Иллюстрации
Реферат
О Il И С А Н И Е ()986442
ИЗО6РЕТИН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски к
Социаяистическик
Республик
{6l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) За алеко 06. 07. 81 (21) 3311ч06/23-26 (51}М. Кл.
В 01 О 3/20
8 О1 9 3/32, с присоединением заявки №
3Ьоударотаней комнтот сеар ае лолам «эооретеоик и открытка
/ (23) Приоритет
Опубликовано 07.01 83. Бюллетень № l
Дата опубликования описания 07,01,83 (53) УДК 66,048. ,37 (O88.8) политехнический институт (5" ) ИАССООБИЕННАЯ ТАРЕЛКА
Изобретение касается массообменных аппаратов и может быть применено в химической и пищевой промышленностях для проведения процессов взаимодействия жидкой и паровой (газовой) фаз, 5
Известна колпачковая тарелка, состоящая из колпачковых контактных устройств, установленных рядами на горизонтальной тарелке между кото1 о рыми размещены вертикальные перегородки Е13.
Однако в такой тарелке не обеспечивается- перемешивание светлого слоя жидкости с основным ее потоком, не 5 исключен капельный унос не используются пропрессивные формы контакта фаз - пульсирующие потоки.
Известна тарелка, состоящая из горизонтального полотна, на котором щ установлены рядами барботажные контакт -. ныв элементы, и перемешивающих уст" ройств, выполненных в виде трубок, заглушенных с обоих кон1 ов, и располоВ
2 женных между рядами контактных эле-. ментов Е2 3, Перемешивающие устройства, перемещаясь по плоскости тарелки, обеспечивают пульсации жидкой фазы в ос новном в горизонтальной плоскости, т.е. в направлении своего движения.
Создание пульсаций вдоль полот- на тарелки не-обеспечивает интенсивного перемешивания светлого слоя жидкости с основным ее: потоком. Дпя аеремешивания светлого слоя необхо" димо создать устойчивые пульсации в плоскости, перпендикулярной полот-, ну тарелки, Перемешивающие устройся ва в поперечном сечении имеют идеальную обтекающую форму (круг), Жидкость плавно обтекает их, что не позволяет обеспечить интенсивные устойчивые пульсации фаз. Кроме того, в процессе работы не исключена возможность расположенйя трубок (перемешивающих устройств) строго симмет"
9о6442
3 рично относительно правого и левого рядов KOHTBKTHblx элементов, при котором пульсации практически исчезают, так как колебательное движение трубок становится минимальным. Паровые потокИ, выходящие из соседних контактных элементов, сливаются и
Ф образуют зону неупорядоченной парожидкостной смеси, что приводит к возникновению капельного уноса. Ука" занные недостатки снижают интенсивность тепломассообмена между фазами, Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания светлого слоя жидкости, создание 15 устойчивых пульсаций фаз и уменьшение уноса,, Поставленная цель достигается тем, что каждое перемешивающее устройство выполнено в виде двух плоских пластин, соединенных между собой с образованием Ч -образного канала, при этом пластины снабжены установленными в нижней части с наружной их стороны ограничителями поворота перемешивающего устройства.
Целесообразно -верхнюю часть плоских пластин перемешивающих устройств располагать над контактными элементами и снабжать просечками типа "жа30 люзи", а нижнюю часть их выполнять перфорированной.
При этом ограничители поворота перемешивающего устройства можно изготавливать в виде перфорированных плоских пластин.:.
На фиг. 1 изображена массообменная тарелка, вертикальный разрез; на фиг, 2 - то же, вид сверху, На плоском полотне 1 массообмен40 ной тарелки рядами закреплены паровые патрубки 2 с колпачками 3, образующие контактные барботажные элементы, Колпачки 3 снабжены прорезями 4,Между рядами контактных элементов расположены перемешивающие уст4$ ройства 5, выполненные в виде двух плоских пластин, соединенных по нижней кромке и образующих У-образный канал. Верхняя часть пластин расположена выше уровня колпачков 3 и
Чнабжена Просечками 6 типа "жалюзи", а нижняя их часть 7 перфорирована.
Устройство 5 снабжено ограничителями 8 поворота с. перфорациями 9.
Массообменная тарелка работает следующим образом.
Жидкая фаза поступает с вышележащей тарелки через переливную сис тему и движется слоем вдоль полотна l. Паровой поток поднимается снизу вверх, проходит через патрубки
2 и зигзагообразный канал между колпачками 3 и патрубками 2 и дробится в слое жидкости прорезями
4 на отдельные струи, Выходя из слоя жидкости, струи парового потока об" текают устройство 5 с обеих сторон, Устройство 5 перед подачей Фаз опирается на плоскость полотна 1 нижней кромкой плоских пластин и кромкой одного из ограничителей 8, В этом случае плоские пластины устройства 5 образуют с колпачками правого и левого рядов контактных элементов проходы для паровой фазы различного свободного сечения, что обусловливает различное давление пара на устройство 5 с правой и левой его сторон. Последнее вызывает колебательное движение это" го устройства, при этом ограничители 8 совершают колебательные движения в вертикальной плоскости, обеспечи-, вая перемешивание светлого слоя жидкости. Паровой поток, выходящий из слоя жидкости, обтекает верхнюю часть пластин устройства 5, расположенную над контактными элементами, состоя-. щими из патрубков с колпачками. Часть парового потока проходит через "жалюзи" 6, а остальной паровой поток, изменяя направление, проходит между колпачками 3 и устройством 5, Капли жидкости, уносимые паром, под действием сил инерции частично сепарируются на поверхности пластин, частично проходят через "жалюзи" 6 и стекают в Ч -образный канал устройства 5, а затем через перфорации j поступают в зону массообмена.
Перемешивающее устройство, совершая колебательные движения, сообщает фазам пульсации в горизонтальной плоскости> что увеличивает поверхность контакта и турбулизацию потоков жидкости и пара. При этом ограничители 8 совершают колебательное движение и сообщают светлому1 слою жидкости пульсации в вертикальной (плоскости, обеспечивая перемешивание светлого слоя с основным потоком жидкости. Перфорации 9 усиливают процесс перемешивания светлого слоя жидкости.
Процесс массообмена протекает везде, .где осуществляется контакт пара и жидкости. Сообщение Фазам пульса98644 ций в вертикальной и горизонтальной плоскостях интенсифицирует процесс массопереноса.
По сравнению с прототипом в предлагаемой массообменной тарелке перемешивающее устройство обеспечивает устойчивые пульсации не только в горизонтальной, но и в.:вертикальной плоскостях, создавая тем самым условия для интенсивного перемешивания 1о светлого слоя жидкости.
Такое перемешивающее устройство совершает устойчивое колебательное движение в широком диапазоне скоростей паровой фазы, при этом не возникает такого его положения (относительно правого и левого рядов колпачков), при котором бы колебания исчезали (как в прототипе) . Кроме того, перемешивающее устройство ис- 2в ключает сливание отдельных потоков пара, выходящего из левого и правого рядов колпачков, исключая тем самым возникновение между рядами зоны неупорядоченного движения жид- 25 кости, в которой Яы жидкая фаза подвисала, а затем уносилась в виде отдельных капель. Конструкция перемешивающего устройства обеспечивает не только сепарацию уносимых паровым Зо потоком капель жидкости, но и возвращение их опять в зоны интенсивного массообмена.
Поскольку пульсации накладываются прежде всего на.жидкую фазу и интенсивно перемешивается светлый слой, то массообменную тарелку целесообразно использовать для реали.зации процессов, общее сопротивление массопереносу в которых сосредоточено в жидкой фазе, например для ректификации слабоконцентрированных жидких смесей, Экономический эффект от внедрения предлагаемой массообменной та45
2 6
% релки может быть получен за счет увеличения производительности аппарата,и уменьшения капитальных затрат на его изготовление, Формула изобретения
1. Иассообменная тарелка, состоя-. щая из горизонтального полотна, нв котором установлены рядами барботаж"ные контактные элементы, и перемеши . вающих устройств, расположенных между рядами контактных элементов, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса перемешийания светлого слоя жидкости, создания устойчивых пульсаций фаз и уменьшения уноса, каждое перемешивающее устройство выполнено в виде двух плоских пластин, соединенных между собой с образованием Y-образного канала, при этом пластины снабжены установленными в нижней части с наружной их стороны ограничителями поворота перемешивающего устройства,.
2, Тарелка по и. 1 о т л ич а ю щ а я с я тем, что верхняя часть плоских пластин расположена над контактными элементами и снабжена просечками типа "жалюзи", а нижняя их часть выполнена перфорированной.
3. Тарелка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что ограничители поворота перемешиваоцего устройства выполнены в виде перфорированных плоских пластин, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
K 651823 кл. В 01 D.3/20, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР
И 194956, кл. В 01 D 3/32, 1967.
98б442 ираж 86 одписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
333035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., -д. 4/5 аказ атент, г. жгород, ул. роектная, иал
Составитель А.Сондор
Редактор 3,бородкина Техред C,Èèãóíîàà Корректор А.Ференц