Прямоточная клапанно-ситчатая тарелка для массообменных аппаратов
Владельцы патента RU 2276617:
Закрытое акционерное общество "ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ" (RU)
Российский Государственный Университет нефти и газа им. И.М. Губкина (RU)
Изобретение относится к колонной массообменной аппаратуре и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Прямоточная клапанно-ситчатая тарелка для массообменных аппаратов содержит основание с отверстиями, расположенные в них клапаны с односторонним открытием в виде пластин, выполненных с отверстиями, под которыми размещены козырьки, имеющие переменную высоту, увеличивающуюся в сторону открытия пластин, и направленные в противоположную открытию пластин сторону. Согласно изобретению сумма угла максимального открытия пластины клапана и угла отгибки козырьков составляет 90°. Изобретение позволит обеспечить интенсивную турбулизацию контактирующих фаз, увеличение запаса жидкости на тарелке и, как следствие, увеличение поверхности контакта фаз и высокую эффективность массопередачи. 4 ил.
Изобретение относится к колонной массообменной аппаратуре и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известна клапанная тарелка, содержащая основание с отверстиями, расположенные в них клапаны с односторонним открытием в виде пластин, выполненных с отверстиями, снабженными козырьками, направленными в сторону, противоположную открытию клапанов (см. Авторское свидетельство SU №341498, B 01 D 3/30, 1970).
Существенным недостатком известной тарелки является незначительная эффективность вследствие малого запаса жидкости на тарелке и неравномерного распределения пара.
Из известных конструкций прямоточных клапанных тарелок наиболее близкой к предлагаемой является контактная тарелка, содержащая клапаны с односторонним открытием в виде пластин, снабженных козырьками, направленными в сторону противоположную открытия пластин, причем козырьки расположены под каждым отверстием и имеют высоту, увеличивающуюся в сторону открытия пластин (см. Авторское свидетельство SU №724153, B 01 D 3/30).
Недостатками подобной конструкции являются невысокие поверхность контакта фаз и эффективность массопередачи вследствие низкой степени турбулизации потоков и малого запаса жидкости на тарелке.
В основу настоящего изобретения положена задача создания прямоточной клапанно-ситчатой тарелки для массообменных аппаратов, обеспечивающей увеличение поверхности контакта взаимодействующих фаз и повышение эффективности массопередачи за счет повышения степени турбулизации потоков и повышения запаса жидкости.
Поставленная задача достигается тем, что в прямоточной клапанно-ситчатой тарелке для массообменных аппаратов, содержащей основание с отверстиями, расположенные в них клапаны с односторонним открытием в виде пластин, выполненных с отверстиями, под которыми размещены козырьки, имеющие переменную высоту, увеличивающуюся в сторону открытия пластин, и направленные в противоположную открытию пластин сторону, согласно изобретению сумма угла максимального открытия пластины клапана и угла отгибки козырьков составляет 90°.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного варианта его выполнения и сопровождается чертежами, на которых: на фиг.1 изображена тарелка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - начальное положение клапана; на фиг.4 - положение клапана при максимальном открытии.
Тарелка содержит основание 1 с отверстиями 8, в которых установлены пластинчатые клапаны 2, шарнирно соединенные с основанием и выполненные с отверстиями 3, оснащенными козырьками 7, направленными под углом β вниз. Высота козырьков увеличивается в сторону открытия клапанов. Клапаны оснащены упорами 4 и направляющими 5 с ограничителями максимального открытия пластин клапанов 6, которые обеспечивают максимальный угол открытия клапанов α. Сумма углов α и β составляет 90°. Слив жидкости осуществляется через переливное устройство 9.
Прямоточная клапанно-ситчатая тарелка работает следующим образом.
Пары, поднимающиеся снизу, проходят через отверстия в основании тарелки, жидкость поступает с вышележащей тарелки через переливное устройство и движется по тарелке к месту слива на нижележащую тарелку. При выходе из-под клапанов одна часть парового потока выходит в прямотоке с жидкостью, а другая направляется козырьками 7 в отверстия клапанов 3. Благодаря тому что сумма углов α и β составляет 90°, козырьки при максимальном открытии клапана располагаются вертикально. При таком положении козырьков в отверстия клапанов направляется максимально возможная доля общего потока пара. Паровые струи, выходящие из отверстий клапана, перекрещиваются с потоком пара, выходящего из-под смежного по ходу жидкости клапана. При этом обеспечивается интенсивная турбулизация контактирующих фаз, увеличение запаса жидкости на тарелке и, как следствие, увеличение поверхности контакта фаз и высокая эффективность массопередачи. Высота козырьков у отверстий клапанов увеличивается в сторону открытия пластин, что позволяет равномерно распределить паровой поток, выходящий из отверстий в клапане.
Прямоточная клапанно-ситчатая тарелка для массообменных аппаратов, содержащая основание с отверстиями, расположенные в них клапаны с односторонним открытием в виде пластин, выполненных с отверстиями, под которыми размещены козырьки, имеющие переменную высоту, увеличивающуюся в сторону открытия пластин, и направленные в противоположную открытию пластин сторону, отличающаяся тем, что сумма угла максимального открытия пластины клапана и угла отгибки козырьков составляет 90°.
