Контактная прямоточная тарелка

Контактная прямоточная тарелка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

О П И С А М И Е (ii)986444

ИЗОБРИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2 1-. 07, 81 (21) 3320085/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l )M. Кл.

В 01 О 3/28

В 01 О 3/30

3Ьаудврстккнны6 комнтет

СССР яе аелакт нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 07. 01, 83. Бюллетень ят 1 (53) УД К ЕЕ. 01т8. .375(O88.8) Дата опубликования описания 07. 01. 83 (72) Авторы изобретения

Г.М.Яковлев, И.И.Гавриленкова и В.тт.Наумов

/";

4

Гродненское производственное обье иненй,",Азот" им, С.О.Притыцкого

/ (7! ) Заявитель (54) КОНТАКТНАЯ ПРЯМОТОЧНАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов теплообмена в системах газ (пар) - жидкость и может быть использовано в химической, пищевой и.других родственных отраслях промышленности, в частности, для проведения процессов абсорбции и ректификации.

Известна прямоточная тарелка, содержащая контактныи элемент с завих1О рителем в верхней части, установленный с кольцевым зазором над тарелкой, образуя кольцевую щель для прохода жидкости. Под тарелкой уста15 но елена пере городка, образуя кол ьцевую щель для прохода газа 1.1 ).

Недостатками такой тарелки явля" ются повышенное гидравлическое сопротивление и невысокая эффективность массообмена при больших нагрузках по жидкой фазе из-за недо" статочно развитой поверхности контакта фаз.

Известна прямоточная тарелка, содержащая контактный элемент, выполненный в виде конической обечайки с отверстиями в нижней части и завихрителем в верхней части, к которой жестко прикреплен большим основанием направляющий конус, причем в вершине последнего размещен распреде" лительный конус Г2 g.

Такая тарелка характеризуется недостаточно высокой эффективностью тепломассообмена =вследствие nîãî, что часть жидкости перетекает через переливы сверху вниз, минуя контактное устройство, и взаимодействие ее с газом происходит в пленочном режиме.

Известно, что наилучший тепломассообмен происходит, когда жидкая фаза находится в мелкодисперсном состоянии. Таким образом, зто приводит к снижению КПД тарелки, в частности и всего аппарата в целом, и вызыва-. ет необходимость в установке допол986444 нительных контактных устройств в аппарате.

К недостаткам этой тарелки следует отнести и неспособность конструкции эффективно работать при увеличении нагрузок по жидкой фазе. При увеличении количества жидкой фазы требуется увеличить зазор между стенкой аппарата и контактным устройством для пропуска ее, Это приводит к увеличению толщины пленки и соответственно к уменьшению поверхности контакта фаэ.

Увеличение расхода жидкой фазы приводит к тому, что с распределительного конуса жидкость стекает вниз в виде толстых струй, что снижает процесс диспергирования жидкости газовым потоком.

Целью изобретения является ин тенсификация тепломассообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз при увеличеыии нагрузок по жидкой фазе.

Поставленная цель достигается тем, что в тарелке, снабженной переливным устройствои и контактным элементом, содержащим коническую обечайку с отверстиями в нижней части и завихрителем в верхней, к которой жестко прикреплен большим основанием направляющий конус, пр высоте направляющего конуса выполнены концентрические отбортованные внутрь щели для прохода газа, отбортовки которых снабжены переточными трубками, соединяющими их и размещенными равномерно по периметру, причем число переточных трубок увеличивается по высоте контактного элемента; а диаметр нижней отбортовки любой щели меньше диаметра верхней отбортовки той же щели, Нижний конец переливного устройства размещен над нижележащим завихрителем.

На фиг. 1 изображен общий вид контактной тарелки; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1," на фиг. 3 - узел фиг, 1, Контактная прямо-сочная тарелка содержит полотно 1, на котором установлен контактный элемент 2, содержащий коническую обечайку 3 с отверстиями 4 в нижней части и завихрителем 5 в верхней, К обечайке 3 же-> стко прикреплен большим основанием направляющий конус 6, по высоте которого выполнены отбортованные внутрь

S о

IS о

2S зе зз ю

4S концентрические щели 7 для прохода газа . Диаметр Д нижней отбортовки

8 любой щели меньше диаметра Д верхней отбортовки 9 той же щели.

Верхняя и нижняя отбортовки любой щели соединены жестко между собой переточными трубками 10, размещенными равномерно по периметру щели, Нижний конец 11 переливного устройства 12 размещен над нижележащим завихрителем.

Тарелка работает следующим образом, Жидкость с полотна 1 тарелки проходит через отверстие 4, накапливается е обьеме между отбортовкой 9 и конусом 6 и через трубки 10 частично перетекает к нижележащим отбортованным щелям. Благодаря тому, что число трубок 10 увеличивается по высоте элемента 2, обеспечивается не только заполнение жидкостью всех обьемов между отбортовками 9 и конуса 6, но и переток ее через торец отбортовки в виде круговой пленки.

Газовая фаза, поднимаясь по высоте колонны, разделяется. 4асть ее проходит через меньшее основание конуса 6, диспергируя пленку жидкости и унося мелкодисперсную фазу вверх.

Другая часть газа распределяется по щелям 7 и также мелко диспергирует стекающую с отбортовки 9 пленку жидкости»

Такое выполнение тарелки позволяет значительно интенсифицировать процесс тепломассообмена за счет взаимодействия газожидкостных потоков во встречных струях. Сильная турбулизация газожидкостного потока обеспечивается вследствие сужения-расширения контактного обьема по высоте контактного элемента и поступления новых газожидкостных потоков, что обеспечивает постоянное обновление поверхности контакта фаз и,следовательно, интенсификацию процесса тепломассообмена. Интенсификации массообмена способствует и то, что диаметр Д отбортовки 8 выполнен меньше диаметра Д отбортовки 9, При прохождении газожидкостного потока вверх по контактному элементу над отбортовкой 8 создается разрежение, что позволяет газу более эффективно диспергировать пленку жидкости, стекающую с отбортовки 9, и создавать более развитую поверхност контакта фаз, 986444

Далее сильнотурбулизированный с высокоразвитой поверхностью контакта фаз газожидкостный поток поступает в обечайку 3 и, проходя эавихритель 5, приобретает вращательное движение. На этот завихритель также поступает с вышележащей тарелки через устройство 12 жидкая фаза, которая также диспергируется поднимающимся газожидкостным потоком. Этим предотвращается проход жидкой фазы без контакта с газом, что повышает КПД тарелки, Разделение фаэ происходит после завихрителя 5 под действием центробежных сил, Жидкая фаза отбрасывается на стенку аппарата и стекает на полотно 1 и далее в переливное устройство, а газ поднимается на следующую контактную ступень.

zo

Таким образом, применение предлагаемой тарелки позволяет значительно интенсифицировать процесс тепломассообмена при значительных нагрузках по жидкой фазе за счет дис- пергирования жидкости газом на разных уровнях контактного элемента и создания высокоразвитой сильнотурбулизированной непрерывно обновляющейся поверхности контакта фаз. 30

Конструктивное выполнение переливного устройства предотвращает проход жидкой фазы без контакта с газом, что также повышает эффективность тепломассообмена, 35

Формула изобретения

1. Контактная прямоточная тарелка для взаимодействия газа (napa) с жидкостью, снабженная переливным . устройством и контактным элементом, содержащим коническую обечайку с отверстиями в нижней части и эавихрителем в верхней, к которой жестко прикреплен большим основанием направляющий конус, о т л и ч а ющ а я с я .тем, что, с целью интенси-. фикации тепломассообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз при увеличении нагрузок по жидкой фазе, по высоте направляющего конуса выполнены концентрические отбортованные внутрь щели для прохода газа, отбортовки которых снабжены переточными трубками, еоединяющими их и размещенными равномерно попериметру.

2. Тарелка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что число пвреточных трубок увеличивается по высоте контактного элемента, 3. Тарелка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что диаметр нижней отбортовки любой щели меньше диаметра верхней отбортовки той же щели, 4, Тарелка по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что нижний конец переливного устройства размещен над нижележащим завихрителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 237090, кл, В 01 0 3/28, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

N 691143» кл. В О1 Р 3/30, 1978 (прототип), g86444 иаа 686 Родписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

112024, Иосква, Ж-35, Раушская йаб. д, 4/5 аказ лиал атент, г. жгород, ул. роектная, Составитель А. Сондор

Редактор З.Бородкина Техред С.Иигунова Корректор А.Дзятко