Контактная тарелка для массообменных аппаратов

 

КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, состоящая из рядов наклонных пластин, образующих между собой углы и расположенных в соседних рядах одна против другой, между которыми установлены перегородки, отличающаяс я тем, что, ее целью интенсификаг ции массообмена путем создания струйного перекрестного взаимодействия фаз и турбулизации сплошнЪго потока, нижние кромки пластин обоих рядов в шахматном порядке установлены вплотную одна к другой, образуя ка .налы для дисперсной фазы, и жестко соединены с перегородками, которые снабжены турбулизаторами, выполненными в виде ребер, размещенных под углом 15-60° к горизонтали с обеих сторон пластин и направленных на каждой соседней перегородке в проти-. воположные стороны, а пластины в ниж (Л ней части выполнены с отверстиями в форме.усеченного конуса, оси которых расположены под углом 30-80° к вертикали, .обращенными большим осно-2 ванием навстречу дисперсной фазе. .i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

f тpp

/ j ;., /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3616471/23-26 (22) 05.07.83 (46) 07.12.84. Бюл. ¹ 45 (72) М.З. Максименко, А.А. Ермаков, В.И. Иванов, В.И. Шатохин, Б.M. Недельченко, P.Á. Тукаева, В.Д. Симонов, А.И. Селезнев и В.П. Евстифеев (53) 66 .048.375(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 194761, кл. В 01 D 3/18, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 721114, кл. В 01 D 53/20, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР № 502639, кл . В 01 D 11/04, 1976 (прототип) . (54) (57) КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА ДЛЯ МАС-

СООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, состоящая из рядов наклонных пластин, образующих между собой углы и расположенных в соседних рядах одна против

„„Я0„„1127612

3 В 01 D 11/04, В 01 D 53/20 другой, между которыми установлены перегородки, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с с целью интенсифика-.. ции массообмена путем создания струйного перекрестного взаимодействия фаз и турбулизации сплошнбго потока, нижние кромки пластин обоих рядов в шахматном порядке установлены вплотную одна к другой, образуя каналы для дисперсной фазы, и жестко соединены с перегородками, которые снабжены турбулизаторами, выполненными в виде ребер, размещенных под углом 15-60 к горизонтали с обеих сторон пластин и направленных на

И каждой соседней перегородке в проти-. Е воположные стороны, а пластины в нижней части выполнены с отверстиями в форме. усеченного конуса, оси кото- С рых расположены под углом 30-80О к вертикали,,обращенными большим основанием навстречу дисперсной фазе.

1 1127

Изобретение относится к химичес,:кому и нефтехимическому машинострое:

;нию, а более конкретно к конструкциям массообменнйх устройств, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности, в частности для процессов жидкостной экстракции.;

Известна насадка, состоящая из !О наклонных в протиноположные стороны, пластин (1 3.

Известна также насадка из наклонных пластин, снабженных просечными отверстиями, расположенными по высоте в шахматном порядке (2 1.

Недостатками насадки являются байпасирование потоков, провал жидкости, уменьшение эффективности процесса э кстр акции". .20

Недостатками такой насадки являются проскок капель через отверстия без образования подпорного слоя и низкая поверхность Контакта фаз, особенно для систем с высоким межфазным натяжением из-за образования крупных капель.

Известна контактная тарелка для массообменных аппаратов, состоящая из рядов наклонных пластин, образующих между собой углы со щелями и расположенных в соседних рядах одна против другой, между которыми установлены перегородки P3 ).

При работе тарелки взаимодействующие фазы движутся противотоком че-35 рез щели, образованные пластинами, в виде струй. Выходящие из щелей с высокой скоростью фазы ударяются о горизонтальную составляющую перегородки. теряют скорость и пере- ходят в зону отстоя, где происходит массообмен.

Недостатком известной тарелки является низкая интенсивность массообмена, обусловленная тем, что, при ударе о горизонтальную перегородку фазы теряют скорость и переходят в зону отстоя. В результате исключается динамическое взаимодейст.вие струй — основной принцип работы струенаправленных контактных устройств, обеспечивающий высокую скорость процесса экстракции.

Целью изобретения является интенсификация массообмена путем созда-55 ния струйного перекрестного взаимодействия фаз и турбулизации сплошного потокЯ.

612

Поставленная цель достигается тем, что в контактной тарелке для массообменных аппаратов, состоящей из рядов наклойных пластин, образующих между собой углы и расположенных в соседних рядах одна против другой, между которыми установлены перегородки, нижние кромки пластин обоих рядов в шахматном порядке установлены вплотную одна к другой, образуя каналы для дисперсной фазы, и жестко соединены с перегородками, которые снабжены турбулизаторами, выполненными в виде ребер, размещенных под углом 15-60 к горизонтали . с обеих сторон пластин и направленных на каждой соседней перегородке в противоположные стороны, а пластины в нижней части выполнены с отверстиями в форме усеченного конуса, оси которых расположены под углом

30-80 к вертикали, обращенными больD шим основанием навстречу дисперсной фазе.

На фиг. 1 показана контактная, тарелка, вид в аксонометрии, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг ° 3 — перегородка с турбулизаторами.

Контактная тарелка состоит из наклонных пластин 1, на которых выпол-. нены отверстия 2 в форме усеченного конуса, вертикальных перегородок 3, снабженных турбулизаторами 4.

Контактная тарелка работает следующим образом. V

Дисперсная фаза в виде капель движется между рядами пластин по направлению к вершинам углов, образованных наклонными пластинами. Благода-. ря тому, что кромки пластин установ-.. лены без зазора вплотную одна к дру-, гой капли собираются в вершинах углов, коалесцируют и образуют подпорный слой. При определенной величине подпорного слоя дисперсная фаза начинает вытекать из каналовдиспергаторов навстречу потоку. сплошной фазы. При этом за счет выполнения каналов конусной формы и различного наклона их к вертикали увеличивается скорость истечения диснерсной фазы и независимо от рабочих скоростей потоков и физических свойств фаз обеспечивается струйный режим тарелки с образованием после распада струй мелких капель.

1127612 4 контакта фаз, снижает продольное пе-, ремешивание,.что в целом приводит к интенсификации процесса массообмена.

Установка кромок пластин, образую-,щих углы для прохода дисперсной фазы, без зазора вплотную одна к другой устраняет проскок и байпасирование потоков, расширяет диапа","„ зон устойчивой работы контактной ( тарелки.

Использование изобретения позволит:

I — увеличить эффективность процес- са экстракции в зависимости от свойств перерабатываемых продуктов на 30-40Х путем создания в смеСительной секции тарелки активного гидро-: динамического режима за счет турбу лизации потока сплошной фазы турбулизаторами;увеличения скорости истечения дисперсной фазы из каналов-; диспергаторов и образования струйного режима работы тарелки, создания перекрестного тока фаз; динамическо-., го взаимодействия потоков.

Кроме того,,изобретение позволит расширить диапазон устойчивой работЫ аппарата в 1,5-2 раза.

Навстречу струям дисперсной фазы через щели по обе стороны вертикальных перегородок также в виде струй движется сплошная фаза. При этом сплошная фаза, истекая из щелей, встречается с турбулизаторами, которые не разбивают струи, а изменяют их направление, организуя струйное перекрестное движение фаз. Кроме того, турбулизаторы способствуют до-, 1Е полнительной турбулизации струй сплошной фазы, в результате чего увеличивается степень дробления капель и, соответственно, поверхность, контакта фаз, возрастает поперечное перемешивание потоков, снижающее про-. дольное перемешивание. Угол наклона турбулизаторов к горизонтали регулирует степень дополнительной турбу- лизации струй сплошной фазы и тем 2 ,больше, чем меньше .ширина щели и больше скорость потока.

Таким образом, расположение на пластинах наклонных каналов-диспергаторов и снабжение перегородок турбулизаторами .способствует образованию струйного перекрестного взаимодействия потоков, увеличивает поверхность.

А-А

Фиг. „7

Составитель А.Сондор

Техред М. Кузьма

Корректор И.Муска .

Редактор А.Шандор

Заказ 8782/5

Тираж 681- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4