Тарелка для массообменных аппаратов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) . (И}I

3(58 В 01 0 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3333343/23-26 (22) 11.08.81 (46) 30.07.83. Бюл. и 28 (72) Ю,A. Арнаутов, Л.Н. Карепина, 3.С. Ахунов, В.Г. Гореченков, С..В.Коновалов и Т.И. Зарипов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (53) 66.М8.375(088.8) (56), 1. Авторское свидетельство СССР

Я 526365, кл. B 01 0 3/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

И 185847, «л. В 01 0 53/18, 1965. (11)(57) ЧАРИЬИ1 ДЛЯ ИАССООБИЕННЦХ

АППАРАТОВ, состоящая иэ двух горизонтальных полотен разного свободного сечения, в которой над отверстиями нижнего полотна установлены клапаны, отличающаяся тем, что, с целью увеличения диапазона устойчи-, Ь вой и эффективной работы тарелки преимущественно при переработке загрязнен. ных и сильно пенящихся жидкостей, верхнее полотно имеет перфорации разных размеров, при этом больаие отверстия верхнего полотна и расположе- ны соосно им, а клапаны имеют перфо" рацию, размеры которой равны размерам меньаей перфорации на верхнем полотне, а высота ножек клапанов равна расстоянию между полотнами. Ф

1 1031<><>3 2

Изобретение относитсл к контактным устройствам тарельчатого типа и мох<ет быть использовано длл процессов массообмена в химической, нефтеперерабатывающей и газовой отраслях промыш- 5 ленности °

Известно контактное устройство тарельчатого типа, состоящее из двух горизонтальных перфорированных полотен, на них<нем из которых установ- 10 лены контактные элементы, проходящие через отверстия о верхних полотнах, переточных устройств в виде труб с отбойниками и слионых карманов (1), Недостатками данного устройства 15 лоллютсл слох<ность конструкции и трудность ее монтажа. Конструкция имеет узкий диапазон устойчивой работы при изменяющейся нагрузке по пару и жидкости, так как при резких коле- щ банилх расходных показателей по пару или ><идкости нарушается режим инх<ектированил, который заложен в основу работы и в результате снижается эффективность массообмена ме>хду фазами. р5

Кроме того, тарелка имеет высокое гидравлическое сопротивление.

Известна тарелка, состоящая из двух горизонтальных полотен разного свободного сечения,над отверстиями ни><него полотна установлены клапаны.

При подаче газа открываются клапаны перфорированной перегородки, и газ через отверстия поступает на вышерасположенную ситчатую тарелку, на которой он взаимодействует с х<идкостью. Отверстия нижней перегородки и установленные над ними клапаны выполнены таких размеров, что на выше. ле>хащую ситчатую тарелку полаетсл количество воздуха, необходимое для

40 обеспечения работы ситчатой тарелки в беспрооальном режиме. Уровень. >хидкости на верхней ситчатой тарелке поддерх<иваетсл клапанами (2 j.

Недостатком данной тарелки являетсл узкий диапазон устойчивой работы, так ra>: о процессе массообмена участвует только оерхнлл ситчатая тарелка с заданным х<иоым сечением для прохода газа. Кроме того, нижняя пе- 50 регородка тарелки служит только для подачи газа на верхнюю ситчатую тарелку и не может участвовать в массообмене, так как отверстия с клапанами в>хполнены о такол< размерном со- 55 отношении с диаметром, что не обеспечивают равномерное распределение газа по сечению ни><ней решетки, т.е нижнлл перегородка не лоллется рабо" чим полотном, а служит как вспомогательное к ситчатой тарелке для быстрого ввода абсорбера в рабочий режим.

Цель изобретения — увеличение диапазона устойчивой и эффективной работы тарелки преимущественно при пере. работке загрязненных и сильно пенящихся >хидкостей.

Поставленная цель достигается тем, что в тарелке длл массообменных аппаратов, состоящей из двух горизонтальных перфорированных полотен раз" ного свободного сеченил, в которой ., над отверстиями„нижнего полотна установлены клапаны, верхнее полотно имеет перфорации разных размеров, при этом большие отверстил верхнего полотна соизмеримы с отверстиями нижне" го полотна и расположены соосно им, а клапаны имеют перфорацию, размеры которой равны размерам меньшей перфорации на верхнем полотне,а высота но>хек клапанов равна расстоянию между клапанами.

Площадь каждого клапана соизмерима с сечением большего отверстия тарелки и составляет 2-34 от общей площади полотна тарелки, суммарная площадь клапанов соответственно составллет 30-354, а живое сечение перфораций клапанов <>-53. Принятые размерные соотношения обеспечивают при минимальных нагрузках равномерное поступление газа по всему сечению тарелки и беспровальную работу ее во всем интервале скоростей газа, а верхнее полотно о этом случае имеет минимальное гидравлическое сопротивление для уходлщих газов. В итоге рабочал точка тарелки в данном случае попадает о область эффективной работы тарелки.

При средних нагрузках в устойчивом режиме эффективно работают два полотна, в этом случае размеры клапаноо 2-33 от площади полотна позволяют сохранять равномерный зазор мех<ду клапаном и плоскостью тарелки длл прохода газа и тем самым поддер>хивать постолнную скорость при его истечении. При максимальных нагрузках по газу, благодаря тому, что клапаны "прилипают" к верхнему полотну, закрывал отвеостил больших раэмероо обраэуетсл сплошное ситчатое полотно с живым сечением, рассчитанным на максимальные нагрузки.

Барбота><ный слой полностью пере1031443

«ещается на верхнее полотно. Живое сечение нижнего полотна за счет полного открытия клапанов составляет

30-353, это позволяет держать высокую пропускную способность по газу при минимальных гидропотерях. В результате предлагаемая конструкция двухслойной ситчато-клапанной тарелки имеет постоянную и высокую эффективность работы в диапазоне нагрузок 1а

5-6.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая двухслойная ситчатоклапанная тарелка, общий вид в плане; на фиг. 2 — то же, продольный разрез, при минимальных нагрузках по газу; на фиг. 3 - то же, при максимальных нагрузках по газу.

Двухслойная сит ато-клапанная тарелка состоит из двух горизонтальных перфорированных полотен: верхнего 1 и нижнего 2. Верхнее полотно имеет отверстия двух видов: большего размера 3 и меньшего размера 4. Каждое отверстие 3 большего размера со-. ставляет 2-3й от обшей плошади полотна, а суммарное их живое сечение составляет 30-353 от общей площади полотна. Соосно с отверстиями 3 расположены на нижнем полотне 2 отверсзо тия 5, которые имеют такие же размеры, как отверстия 3. Над отверстиями 5 установлены перфорированные клапаны 6, у которых живое сечение отверстий составляет 4-53 от общей площади полотна. Высота ножек 7 клапанов равна расстоянию между полотнами тарелки. Размеры отверстий 8 кла" панов 6 равны отверстиям 4 верхнего полотна. Тарелка имеет приемный 9 и сливной 10 карманы для,жидкости. 40

Тарелка работает следующим образом.

При минимальных нагрузках по газу клапаны 6 закрыты на нижнем полотне.

При этом живое сечение нижнего полотна тарелки минимально < 4-5i от общей площади, полотна), живое сечение верхнего полотна 1 максимально, гидравлическое сопротивление верхнего полотна для уходящих газов мини- 50 мально, что обеспечивает устойчивую

Ьспровальную работу тарелки. Газ, проходя через отверстия Й, взаимодействует с жидкостью на полотно 2, а жидкость на тарелку поступает из приемного кармана 9 и, проконтактировав с газом, поступает в сливной карман 10. Уровень жидкости на тарелке регулируется сливной планкой.

С увеличением нагрузок по газу клапан 6 открывается, увеличивается живое сечение нижнего полотна 2, уменьшается его гидравлическое сопротивление. Это в свою очередь позво" ляет увеличить расходные показатели по жидкости. При этом. вступает в рабо- . ту верхнее полотно. При развитом барботажном режиме клапаны 6 "прилипа" ют" к верхнему полотну 1, закрывая отверстия 3, таким образом образуется сплошное ситчатое полотно с д<ивым сечением, рассчитанным на максимальные нагрузки по газу фиг. 3 . Газ поступает через отверстия 5 нижней тарелки и отверстия 4 и 8 на верхнее полотно 1, где происходит процесс массообмена. Сопротивление нижнего по" лотна снижено до минимума. Следует также отметить, что при максимальных нагрузках по газу и жидкости за счет перехода барботажного слоя на верхнее полотно 1 высота его уменьшается, что снижает гидравлическое сопротивление тарелки в целом и позволяет повысить предел устойчивой э<рфективной работы тарелки. Диапазон эффективной работы тарелки в результате состав вит 5-6.

-Данное изобретение позволяет повысить эффективность работы тарелки в широком диапазоне нагрузок по газовой и жидкой ©азам, т.к. уже при минимальных нагрузках и закрытых клапанах на нижнем полотне тарелки происходит процесс массообмена за счет напичия пер- . фораций клапанов.

Таким образом, использование предлагаемой тарелки в массообменных колонных аппаратах позволит существенно повысить технико-экономические показатели работы технологических установок газоразделения.

1031443

Составитель A. Сондор

Редактор В. Петоаш Техов И.Костик Корректор й, Тяско

Заказ 5257/2 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11ЗОЗ Иосква Ж-35 Раушская наб. д. 4/5 л 8

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород ул. Проектная,