Тарелка для контактирования пара (газа) и жидкости

 

НИЕ

Союз Соевтсиих

Социалистицесюа республик (и) 615941

К АВТОеаСКОМу СВИдйТВееЬС7ВМ (6t} Дополнительное к авт. саид-ву.Я (51) М. Кл.

В 01 Х) 3/18 (22) Заявлено 23.02.76(21) 2325573/23 26 с присоединением заявки ¹

Гкударстеенивй ааыатет

Совета йенеетраа ССИ аа делам изобретение и аткритай (23) Приоритет (43) Опубликоваыо25.07.78.бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 16.06.78 (53) УДК 66.048. ,375 (088.8) (72) Авторы изобретения

М, А. Берковский, М, М, Егоров, В, И, Шейнман, k0. Н, Лебедев и В. С. Свеженцев

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения "ВНИИнефтемаш " (71) Заявитель (54) ТАРЕЛКА ДЛЯ КОНТАКТИРОВАНИЯ ПАРА (ГАЗА ) И ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к устройствам дпя контактирования пара (газа) и жидкости, оно может быть использовано и массо-теплообменных аппаратах дпя про» цессов ректификацин, абсорбции, днстил ляцыи, дпя ведения скрубберных процессов н так далее s нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической н других отраслях промышленносты, Известна тарелка QBQ контактирования о пара (газа) и жидкости, состояшая из основания, кармана, перелива и оЖойных перфорированных плоских пластин, расположенныхх над основанием с наклоном к горизонтапьиол пл ск стн (I).

Известна ситчатая тарелка с отбойными еетементами, состояшаи нз основания, кармана, сливной перел ородки и отбойных элементов, наклоненных к основанию тарелки, причем отбойные элементы имеют N канары, направпенные к основанию в сто рону. перелива лищкости P).

Однако указанные конструкции имеют . низкую производительность по пару, вследствие тохо, что при достижении определен- 2$ ной скорости пара со стороны ыижней плоскости отбойных епемеытов образуется утшотненнап i зона, препятствующая про» хождению распыленной жидкости через нее s шелк отбойных зпементов и возвра шеыню этой жидкости ыа основание тарелки. В результате начинается . унос жид кости с тарелки. Кроме того, эффективность массопередачи низка вследствие того, что имеют место малое время пре бывания жидкости на тарелке и распыл жидкости I капли (s режиме инверсии фаз), в результате него увеличивается байпасс паровой фазы без «онтактирования с жидкостью., 4елью. изобретения является увеличение эффективности массопередачи и производи тельности по пару.

Указанная цель достигается тем, что верхний край каждого отбойного зпемеита соединен перегородкой с нижним краем смежного отбойного еееемента, распспожаи ного со стороны, противопопожыой спивной перегородке, а в нижней части перегородки выполнена ищле Целесообразно

615941 в отбойных элементах устанавливать клапаны.

Существенное отличие предлагаемой тарелки для контактирования пара (газа) и жидкости заключается в том, что при высоких скоростях пара, когда насту пает инверсия фаз, распыленная жидкость вместе с паром благодаря наличию указанной перегородки принудительно проходит через канани в отбойных апементах, где осушествляетси тесный контакт обоих

16 фаз, что увеличивает время контакта фаэ, а следовательно, МЯективнасть массоп редачи, Благодари тому, что каналы в отбойных апементах направлены вниз

1$ к основанию тарелки, жидкость после выхода из каналов эффективна сепарируетси из парового (газового) патока за счет гравитационных и центробежных сил, воз никаюшнх при резком изменении направле20 ния движения пара (газа),снизу вверх, что позволяет увеличить производительность тарелки но пару, Йри низких скоростяк пара (газа) на тарелке обраэуея ся барботажный слой и жидкость движет25 ся по основанию тарелки под отбойными анеме нтами.

На фиг..1 изображена тарелка, общий вид: на фиг, 2 - отбойный алемент, s котором установлены елнийны, на фиг. тарелка с отбойными коническими ядементами, общий вид.

Тарелка дли контактирования пара (гаэа) и жидкости, состоит из основания

1 с контактными элементами, сливной перегородки 2, кармана 3, .отбойных аае ментов 4 и перегородок 5, B качестве контактных епементов в основании 1 тарелки могут быть использованы отверстия, щели, клапаны, колпачки и т. д Отбойные элементы 4 наклонены к основанию 3 тарелки (.

В отбойных алемеитах 4 выполнены каналы 6, которые направлены к основанию

1 тарелки в сторону перелива 7 жидкости 4 верхний край каждого отбойного алемен- та 4 соединен перегородкой 5 с нижним краем смежноге Отбойного алемента, рао положенного со стороны, противоположной сливной перегородке 2. Верхний край перегородки З перекрывает-. е зазором вер шину отбойного элемента 4 и направлен вниз, например, параллельно плоскости отбойного алемента 4. В нижней части перегородки 6 выполнена щель 8 B от. бо ных апементах могут быть установле, ны клапаны 9.

Плоскость перегородки 5 имеет угол торый больше угла f5 наклона отбойных зле ме нтов.

Тарелка работает следуюшим образом.

М идкость на тарелку поступает иэ кармана 3, При низких скоростях пара (газа) на основании 1 тарелки образуется барботажный слой, причем пар (гаэ) являет ся фазой, распределенной в жидкости, В атом случае жидкость движется по основанию тарелки под отбойными алементами 4 и перегородками б. При бопьших скорос тях газа, когда наступает режим инверсии фаэ, распыленная жидкость вместе с паром (газом) принудительно проходит через каналы 6 в тбойных апементах 4.

Часть парового (газового) потока проходит через зазор .между верхними краями отбойного элемента 4 и перегородки 5 и настилается на поверхность отбойного элемента 4. После выхода парожидкостнс го потока иэ каналов 6 жидкость сепариру ется из парового (газового ) потока э" счет гравитационных и центробежных сил, возникающих s результате резкого изменения движения пара {газа) снизу вверх, Отсепарированная жидкость стекает вниз и поступает через щель 8 на полотно тарел ки и затем снова распыляется восходящим паровым (газовым) потоком. Таким образом, жидкость нроходит последовательно через все отбойные апементы.

Часть жидкости, попадающая в реэуль тате сепарации на перегородку 6 стекает по ней также вниз. Указанный угол е( накпона плоскости перегородки способствует более быстрому стеканию жидкости, а такое.расиопожение перегородки - уве-< личению эоны сепарации, при атом предпсаагаетси ., что она выпй1ииетси глухой.

Перегородку в таком исполнении целесообразно. применить, когда удельная жидкост наи нагрузка в аинарате достаточно боль шаи (вылив" 25-30 4ечас), В случае низких удельных жидкостных нагрузок в аппарате (ниже 25+30 м час) плоская часть перегородки 5 выпопияетси с такими же каналами, как и у отбойного алемента 4, а в пространстве между от бойиым алементом 4 и перегородкой G над щелью 8 дополнительно устанавливается вертикальная п пластина, которая служит дия разделения встречных парожидкостных потоков, выходящих иэ кана;лов смежных отбойного алемента 4 и перегородки G.

В атом случае перегородка 8 устанавлнваетси так, что угол ее наклона ðaвен 80о, а каналы в Ней направленЫ вниз в сторону, противоположную nepens615941 случае аналогичен описанному ранее, эа исключением того,что увеличивается время пребывания жидкости на тарелке в результате ее дополнительной рециркуляции в каждой зоне между смежн ws отбойным элементом 4 и перегородкой 5, что приво- днт к увеличению эффективности масса передачи прн низких удельных жидкостных нагрузках в аппарате.

При работе тарелки клапаны 9 открываются на различный угу в зависимости от скорости пара (газа}. Таким обрезом, свободное сечение отбойных элементов изменяется, обеспечиваи оптимальные скорости при совместном движении обеих фаз для ".: увеличении эффективности массопередачи во всем диапазоне работы тарелки. Если контактные апементы в основании тарелки обеспечивают круговое движение жидкости го типу работы центробежных тарелок, т, е. когда жидкость двв- 6 жется по спирапи от центра к периферии, то целесообразно отбойные апементы н перегородки в атом случае выполнять в виде конических поверхностей.

gl

Наличие на тарелке с отбойными эаементами перегородок, соединикаши верхний край каждого отбойного апеменга с нижним краем смежного отбойного ааемента, . расноноженного со стороны, противоположной сливной перегородке, обеспечивает

30 при высоких скоростях пара (газа} совместное движение пара (газа) и жидкости через каналы в отбойных апементах, что позволяет увеличить эффективность массопередачи на 20% и производительность по пару (газу) на 40%.

4 ормула изобретения

1. Тарелка дл» контактировании пара (газа) и жидкости, включающая основание с контактными элементами, сливную перегородку, «арман, наклоненные к основанию тарелки отбойные апементы, имею

mac каналы, направленные к основанию в сторону перелива жидкости, о т л и ч а юm а я с я тем, что, с целью увеличен»» эффективности массопередачи н роизводительности по пару, верхний край каждо го отбойного алемента соединен перегород«ой с нижним краем смежного отбойного элемента, расположенного со стороны, противопоаожиой сливной перегородке, а в нижней части перегородки вьинживна щель, 2. Тарелка по и. 1, о т л и ч а аощ а» с s тем, что в отбойных апемеитах установлены клапаны.

Источники информации, прин»тын ао внимание прн экспертизе .

1, Патент США М2681219 ° 281»

114, .1969..

2в Авторское свндечалы:тво Ph 129184, В О18 ЗДВ, 19ае, Составитель С. Баранова

Редактор O. Кузкецова Техред А, Богдан Корректор А. Лакида

Заказ 3960/8 Тираж 964 Подлисное

llHHHflH Государственного комитета Совета Министров СССР . но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская иаб., д, 4/5 .филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектнаи, 4