Массообменная тарелка

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов ректификации и абсорбции. Целью изобретения является повышение эффективности тарелки и увеличение производительности. Тарелка содержит основание со сплошными 8 и перфорированными 9 участками, на границе которых установлены перегородки 6, высота Н которых равна (1,5-2,8) h высоты переливной планки 5, с прорезями 7, живое сечение которых равно 35-50°/о. Пар, проходя через контактные элементы 2 и взаимодействуя с перегородками, создает контуры циркуляции жидкости с низким статическим давлением. В силу этого жидкость с начальной концентрацией со сплошных участков через отверстия в перегородках интенсивно втягивается на перфорированные участки, 3 ил. со (Л со 1C 00 Фиг.З

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (ц 4 В 01 D 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3916955/31-26 (22) 24.06.85 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (71) Московский институт химического м ашиностроения (72) Г. П. Соломаха, Г. Я. Рудов, Б. Л. Кабак, С. А. Косумов, С. А. Трифонов и И. В. Мальцев (53) 66.048.375 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 814383, кл. В 01 D 3/22, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1011141, кл. В 01 D 3/22, 1983. (54) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов ректификации

9 80» 1301428 A i и абсорбции. Целью изобретения является повышение эффективности тарелки и увеличение производительности. Тарелка содержит основание со сплошными 8 и перфорированными 9 участками, на границе которых установлейы перегородки 6, высота Н которых равна (1,5 — 2,8) h высоты переливной планки 5, с прорезями 7, живое сечение которых равно 35 — 50%. Пар, проходя через контактные элементы 2 и взаимодействуя с перегородками, создает контуры циркуляции жидкости .с низким статическим давлением. В силу этого жидкость с начальной концентрацией со сплошных участков через отверстия в перегородках интенсивно втягивается на перфорированные участки.

3 ил.

1301428

Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процессов в системе пар/газ — жидкость, а именно к барботажным тарельчатым колоннам, широко применяющимся для процессов ректификации и абсорбции в химической и нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является увеличение производительности и расширение диапазона нагрузок по паровой (газовой) и жидкой фазами за счет увеличения движу- 10 щей силы процесса массообмена и расширения эффективной площади тарелки.

На фиг. 1 изображена тарелка, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — то же, аксонометрическая проекция.

Массообменная тарелка состоит из основания 1 с контактными элементами 2, выполненными в виде просечек, отогнутых под углом к основанию тарелки, которое установлено в обечайку 3. Основание снаб- 20 жено приемной планкой 4, переливной планкой 5 с высотой h и направляющими перегородками 6 с высотой Н = (1,5-2,8) h c вертикальными прорезями 7, равномерно распределенными по длине перегородок в нижних их частях. Перегородки установлены на границах сплошных и перфорированных участков и делят основание на транспортные дорожки 8, ширина которых S = (0,60,9) 11 и которые представляют собой неперфорированные (сплошные) участки осно- 30 вания, и рабочие зоны 9, в которых на основании тарелки выполнены просечные контактные элементы. Причем просечки в соседних рядах направлены навстречу друг другу и перпендикулярно основному направлению движения жидкости от прием- З5 ного кармана к сливному, за исключением первого и последнего ряда, просечки которых направлены параллельно движению жидкости от приемного кармана к сливному. 40

Массообменная тарелка работает следующим образом.

Жидкость с начальной концентрацией легколетучего компонента, переливаясь через приемную планку 4, поступает из приемного кармана на основание 1, запитывает 45 транспортные дорожки 8 и рабочие зоны 9 и движется по ним в направлении переливной планки 5. При этом жидкость, попадающая на рабочие зоны, практически мгновенно перемешивается с жидкостью, взаимодействующей с паром (газом), поступающим на тарелку через просечные контактные элементы 2, и ее концентрация падает до некоторого значения, незначительно превышающего конечную концентрацию жидкости, покидающей тарелку. 55

Другая часть жидкости, двигаясь по транспортным дорожкам, ограниченным направляющими перегородками 6, на всем пути от приемного кармана к сливному сохраняет концентрацию, близкую к начальной.

3а счет того, что в рабочих зонах просечные элементы в соседних рядах направлены навстречу друг другу и перпендикулярно направляющим перегородкам (за исключением первого и последнего рядов, в которых просечные элементы направлены от приемного кармана к сливному для интенсификации общего движения жидкости), жидкость, взаимодействуя с паром (газом) и имея общее поступательное движение от приемного кармана к сливному, совершает сложное зигзагообразное движение, ограниченное перегородками. При этом у перегородок со стороны рабочих зон создаются интенсивные устойчивые контуры циркуляции жидкости, прореагировавшей с паром (газом).

Особенностью циркуляционных контуров является то, что они находятся в горизонтальной плоскости, параллельной основанию тарелки и в непосредственной близости от нее, в отличие от значительно менее интенсивных неустойчивых вертикальных контуров циркуляции, которые охватывают всю высоту жидкостного слоя на тарелке и образуются за счет непосредственного всплытия парового (газового) пузыря) .

Так как скорость движения жидкости в горизонтальных контурах циркуляции в несколько раз больше (примерно в 4 — 6 раз при свободном сечении тарелки 10 — 12 /p) скорости движения жидкости по транспортной дорожке, по закону Бернулли статическое давление в горизонтальном циркуляционном потоке значительно меньше, чем статическое давление в жидкостном потоке, движущемся по транспортной дорожке. Это приводит к тому, что жидкость с транспортных дорожек . с концентрацией, близкой к начальной, через отверстия 7 в направляющих перегородках интенсивно втягивается в контуры циркуляции на рабочих зонах, повышая тем самым среднюю концентрацию жидкости, взаимодействующей с паром (газом) на всем пути ее движения от приемного кармана к сливному. Повышение средней концентрации жидкости на тарелке приводит к увеличению средней движущей силы процесса массопереноса легколетучего компонента из жидкой фазы в паровую фазу (для случая ректификации). Для случая абсорбции (в условиях которого проводятся лабораторные испытания) подпитка рабочих зон жидкостью с меньшей концентрацией абсорбируемого компонента приводит к уменьшению средней концентрации абсорбируемого компонента по тарелке. А это, в свою очередь, вызывает увеличение средней движущей силы процесса абсорбции поглощаемого компонента.

К тому же уменьшение ширины S транспортных дорожек до (0,6 — 0,9)h увеличи1301428

Формула изобретения

Е

Составитель С. Баранова

Редактор А. Петров Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 923/5 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вает до 20% полезную (эффективную) площадь тарелки. Это вызывает увеличение нагрузки как по паровой (газовой) фазе, так и по жидкой, так как увеличивается ширина рабочих зон для прохода жидкости.

Высота направляющих перегородок Н =

= (1,5 — 2,8) h выбрана из условия необходимости полного исключения переброса части жидкости из одной рабочей зоны в другую, обеспечения наиболее полной сепарации жидкости от пара (газа), а также для предотвращения радиального перераспределения пара (газа) в межтарельчатом пространстве. Так как это в совокупности может снижать эффективность работы массообменной тарелки.

Живое сечение прорезей, равномерно распределенных по длине перегородок в нижних их частях, составляет 35 — 50% и выбрано из условия, с одной стороны, создания на тарелке максимальной движущей силы, а с другой — предотвращения попадания жидкости из рабочих зон на транспортные дорожки, так как это может снизить эффективность массопереноса.

Такое конструктивное исполнение массообменной тарелки позволяет значительно повышать эффективность контактного устройства, увеличить его производительность, расширить диапазон нагрузок по паровой (газовой) и жидкой фазам и наиболее полно производить извлечение разделяемых компонентов.

Массообменная тарелка для ректификационных и абсорбционных колонн, вклю10 чающая основание с чередующимися перфорированными и сплошными участками, расположенными параллельно движению жидкости от приемного кармана к сливному, и переливную планку, отличающаяся

15 тем, что, с целью увеличения производительности и расширения диапазона нагрузок по паровой (газовой) и жидкой фазам за счет увеличения движущей силы процесса масообмена и расширения эффективной площади тарелки, она снабжена пер20 форированными направляющими перегородками, установленными на границе сплошных и перфорированных участков, при этом перегородки выполнены с высотой, равной

1,5 — 2,8 высоты переливной планки, ширина

25 сплошных участков равна 0,6 — 0,9 высоты переливной планки, а живое сечение прорезей в перегородках составляет 35 — 50%.