Массообменная тарелка

 

МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА для осуществления контакта между паром (газом) и жидкостью, содержащая основание , снабженное контактными элементами , вертикальные перегородки, расположенные перпендикулярно направлению движения жидкостного потока, приемный и сливной карманы, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет устранения поперечной неравномерности и обратного перемешивания жидкости, вертикальные перегородки установлены с зазором к основанию тарелки, при этом зазор между нижними кромками перегородок и основание в расширяюW щейся по ходу движения жидкости части тарелки увеличивается, а в сужающейся - уменьшается от центра перегородки к периферии.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Э(50 В 01 D 3/22

8»» з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3605168/23-26 (22) 13.06.83 (46) 15.08.84. Бюл. У 30 (72) А.В. Косяков, А.Н. Кочергин, Г.П. Соломаха и В.А. Тарасов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт химического машиностроения (53) 66 ° 048.375(088.8) (56) 1. Плановский А.Н., Николаев П.И.

Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. M.

"Химия", 1972, с. 328.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 160502, кл. В 01 D 3/22, 1972.

3. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. М., "Химия", 1978, .с. 20..,SU.„1107880 A (54)(57) МАССООБИКННАЯ ТАРЕЛКА для осуществления контакта между паром (газом) и жидкостью, содержащая основание, снабженное контактными элементами, вертикальные перегородки, расположенные перпендикулярно направлению движения жидкостного потока, приемный и сливной карманы, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет устранения поперечной неравномерности и обратного перемешивания жидкости, вертикальные перегородки установлены с зазором к основанию тарелки, при этом зазор между нижними кромками перегородок и основание в расширяющейся по ходу движения жидкости части тарелки увеличивается, а в сужающейся — уменьшается от центра перегородки к периферии.

1 110788.0 2

Изобретение относится к аппаратур- речной неравномерно ному оформлению массообменных процес- перемешивания жидко сов в системах пар (газ) — жидкость, Указанная цель д а именно к тарельчатым колонным аппа- что на массообменно ратам, широко применяющимся для про5 щей основание снаб

Э ведения ректификации, дистилляции, элементами, вертика абсорбции и др. расположенные перпе

Известны массообменные тарелки лению движения жидк различных типов с сегментными перелив- приемный и сливной ными устройствами 1.13. кальные перегородки

Недостатком данных тарелок, осо- зазором к основанию бенно отчетливо проявляющимся в ко- зазор между нижними лоннах большого диаметра, является родок и основанием неравномерность скорости движения по ходу движения жи жидкости в продольном и поперечном 1 релки увеличивается

15 направлениях. уменьшается от цент

Известны также массообменные та- периферии. релки, в которых в значительном сте- Вертикальные пер пени достигается устранение продоль- ном случае выполняю ной неравномерности, использующие секционирующих пере принцип поперечного секционирова- распределителей жид ния (2 j. нии, пер нендикулярн

Наиболее близкой по технической ния жидкостного пот сущности к предлагаемой является <отверстий в перегор ситчатая тарелка, на которой парал- уменьшения высоты с лельно приемному и сливному карманам направлении сливног устанавливаются перфорированные пере- чает попадание жидк городки, жестко закрепленные на осно- щей по ходу движени вании тарелки. Наличие поперечных секции в предыдущую перегородок позволяет выравнивать зора между нижними

30 высоту слоя жидкости в направлении родок и основанием ее движения, расширяет диапазон устой- >городок к периферии чивой работы тарелки. Вместе с тем части тарелки обесп сохраняется градиент скорости движе- жидкости в пристенн ния жидкостного потока в поперечном выравнивая тем самь направлении. Вдоль центральной оси 35 ных скоРостей жидко тарелки скорость движения жидкости сечении тарелки. В существенно превышает скорость ее дви- уменьшение зазора м жения в периферийных областях. При ками перегородок и этом локальный расход жидкой фазы в центра перегородок центральной части тарелки выше, чем

40 жающейся части таре у стенок колонны (3 ). стабилизации движен

Однако существование поперечной неравномерности приводит к образованию обратных потоков вблизи стенок колонны, что порождает вредные циркуляционные контуры и застойные зоны жидкости на тарелке. Одновременно на центральном участке тарелки создаются условия для проскока части жидкос-5О ти, которая попадает в переливной карман, не успевая проконтактировать с восходящим потоком пара (газа). Указанные обстоятельства заметно снижают общую разделительную способность тарелок .

Цель изобретения — интенсификация массообмена за счет устранения попести и обратного сти. остигается тем, и тарелке, содержаженное контактными льные перегородки, ндикулярно направостного потока, карманы, вертиустановлены с тарелки, при этом кромками перегов расширяющейся дкости части таа в сужающейся ра перегородок к егородки в дант роль не только городок, но и кости в направлеом фронту движеока. Отсутствие одках при наличии лоя жидкости в о кармана исклюости из последуюя жидкой фазы

Увеличение эакромками перегоот центра перев расширяющейся ечивает приток

ые области тарелки, м профиль локальсти в поперечном свою очередь, ефуду нижними кром-основанием от к периферии в сулки способствует ия жидкостного фронта и обеспечивает равномерную нагрузку по жидкости по всей длине линии слива. В то же время, способность перегородок отклоняться в сторону сливного кармана по мере увеличения нагрузок по жидкости препятствует ее обратному перемешиванию. Указанные обстоятельства обеспечивают значительное увеличение общей эффективности работы тарелки. Вместе с тем относительная простота предлагаемой конструкции массообменной тарел ки не ведет к увеличению ее металлоемкости и стоимости изготовления.

На фиг.1 представлена тарелка, продольный разрез; на фиг.2 — вариант исполнения вертикальных пере1107880

Составитель Л. Сондор

Редактор И. Касарда Техред С. Мигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 5805/6

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 городок в расширяющейся части тарелки; на фиг.3 — то же, в сужающейся части тарелки.

Р

Тарелка включает основание 1,снабженное контактными элементами 2, 5 сплошные вертикальные перегородки

3, приемный 4 и сливной 5 карманы.

В верхней части перегородки 3 шарнирно закреплены с возможностью отклонения в сторону сливного кармана. Зазор между нижними кромками перегородок

3 и основанием 1 тарелки в расширяющейся по ходу движения жидкости части тарелки увеличивается, а в сужающейся — уменьшается от центра перегородок 3 к периферии.

Тарелка работает следующим образом.

Жидкость поступает на основание 1 из приемного кармана 4, попадая в первую секцию тарелки, и вступает во взаимодействие с восходящим потоком пара (газа). Часть жидкости перетекает в последующие секции, зазоры между нижними кромками вертикальных перегородок 3 и основанием 1. По мере заполнения жидкостью первой секции ближайшая вертикальная перегородка

3 отклоняется от первоначального положения в сторону сливного кармана

5 и занимает положение 3, открывая при этом больший проход для жидкости.

Аналогичная картина имеет место и в остальных секциях. Степень отклоне- 35 ния перегородок 3 от вертикального положения пропорциональна нагрузке по жидкости. Некоторое превышение уровня жидкости в каждой предшествующей по ходу движения жидкостного потока секции обеспечивает транспорт жицкой фазы в сторону слива. Так как перегородки 3 выполнены сплошными, то воэможность образования обратных потоков жидкости исключается. В то же время изменяющийся зазор между нижними кромками перегородок 3 и основанием t тарелки способствует выравниванию профиля локальных скоростей во фронте потока жидкости. Таким образом, удается максимально приблизить работу тарелки к режиму идеального вытеснения по жидкости, при котором движущая сила процесса массопередачи максимальна.

Использование сплошных вертикальных перегородок, способных отклоняться в сторону слива под воздействием потока жидкости и имеющих переменный зазор между нижними кромками и основанием тарелки, выгодно отличает предлагаемую массообменную тарелку от известной. Сравнительные исследования, проводимые на ситчатой тарелке с неподвижными перфорированными секционирующими перегородками и идентичной тарелке, снабженной перегородками предлагаемого типа показывают, что общая эффективность последней в среднем на 10-15 выше.