Массообменная тарелка

 

<в997706

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07. 08; 81(21) 3333462/23-26 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет ($t) М. Кл.з

В 01 D 3/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

1%3) Уэбб.048. .375(088.8) Опубликовано 2302.83. Бюллетень Йо 7

Дата опубликования описания 23 ° 02.83 (72) Автор изобретения

H.Н. ямщиков (71) Заявитель

Казахский химико-технологический институт (5 4 ) ИАССООБИЕННАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относится к колонной аппаратуре для проведения массообменных процессов в системе жидкостьгаз (пар), таких . как ректификация, абсорбция, десорбция и т.д.

Известны конструкции тарелок, имеющие приемйый карман, в который подается жидкость с вышерасположенной тарелки. Перетекая через перегородку приемного кармана, жидкость поступает на плоскость тарелки и движется в сторону сливного кармана. При этом, с целью равномерного распределения жидкости по плоскости тарелки, нередко применяют продольные секционирующие перегородки. Эти перегородки устанавливают на равном расстоянии друг от друга под пряьым углом к приемной перегородке. При работе тарелки жидкость движется между секционирующими перегородками от приемного кармана к сливному как бы в прямоугольных лотках. Такое секционирование улучшает распределение жидкости по тарелке (неравномерно орошаются лишь две крайние секции тарелки, не являющиеся прямоугольными).

Секционирующие перегородки применяют для тарелок как барботажного, так и струйного класса 1).

Известно, например, применение поперечных перегородок на струйных тарелках, где.перегородки выполняют также роль контактных элементов. В некоторых случаях эти перегородки; выполняются несплсшными — перфорированными, сетчатыми, На таких перегородках эффективность процесса массопередачн особенно велика, так как при ударе в них газожидкостных струй происходит продавливание жидкости через, отверстия (за счет чего имеет место интенсивное обновление поверхности жидкости) (2 ).

Однако на таких тарелках приходится устанавливать весьма большое количество поперечных перегородокпо одной на каждые 4-5 рядов струйных элементов (чешуек, прямоточных клапанов н т.п.). Кроме того, увеличивается время пребывания жидкости ка тарелке, что снижает производительность.массообменной колонны. известна массообменная тарелка с

1тродольными перегородками, где струйные элементы направлены на перегород. ки с двух сторон. На этих конструк99 7706 циях одна перегородка служит сепарируюшим и контактным устройством не для 4-5 рядов струйных элементов, а для 4-5 рядов с каждой стороны, т.е. для 8-10 рядов. Одновременно с этим уМеньшается время пребывания жидкости на тарелке (3 (.

Недостатком такой тарелки является то, что равные количества рядов струйных элементов, направленных с двух сторон на несплошную перегородку, посылают одинаковые количества жидкости. Это приводит к тому, что газожидкостные струи, ударяющие с двух сторон в перегородку, обладают одинаковой кинетической энергией, при столкновении таких струй на перегородке происходит взаимная компенсация энергии, за счет чего не возникает передавливанИя жидкости через отверстия перегородки, необходимого (как было сказано выше) для обновления поверхности жидкости и повышения эффективности процесса массопередачи на перегородке, Для такой конструкции продавливание жидкости в ту или другую сторону воз- 25 можно. лишь при неравенстве кинетической энергии соударяюшихся струй.

Указанное неравенство будет иметь в том случае, если объем жидкости в струях, направленных на одну сто- Щ рону секционируюшей перегородки, не будет равен объему жидкости в струях, направленных на другую сторону перегородки.

Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи путем ликвидации компенсации энергии при столкновении струй.

Поставленная цель достигается тем, 4О что в тарелке со струйными элементами, состоящей из секций, каждая пара которых включает несплошную перегородку, а элементы выполнены с направлением в сторону перегородки, секции выполнены с разной плошадью.

При эксплуатации такой тарелки, составленной путем набора из описанных.двухсекционных участков с перегородкой, со стороны секций с большим числом рядов струйных элементов на секционирующую перегородку направляется большее количество жидкости и газа, чем со стороны менее широких секций. При этом более сильная струя, при столкновении на несплошной секционируюшей перегородке с менее сильной струей, обладая большей кинематической энергией, продавливает жидкость через отверстия перегородки. бО

На фиг.1 приведен пример выполнения одного двухсекционного участка; на фиг.2 - тарелка, вид сверху.

Секция 1 имеет два ряда чешуек 2 отогнутых в сторону секционирующей 65 перегородки 3, а другая секция 4 имеет тря ряда чешуек.

Крайние сегменты тарелки ввиду своей геометрической формы отличаются от однотипных секций.

Оптимальное соотношение между количеством рядов чешуек в смежных секциях зависит от расхода по жидкости, ее физических свойств, скорости газа, размеров и формы отверстий в секционируюших перегородках, расстояния между рядами чешуек и др. В каждом конкретном случае это соотношение имеет свое значение. Проведенные эксперименты показывают, что наиболее выгодные соотношения 2:3 и 3:4. Причем наибольший прирост величины коэффициента массоотдачи составляет в опытах около 30%.

Процесс взаимодействия фаз на тарелке происходит следующим образом.

Жидкость из приемного кармана перетекает через приемную перегородку и поступает на плоскость тарелки под действием газовых струй, выходящих из под чешуек, жидкость в виде капель отбрасывается на перфорированные перегородки. При этом вся жидкость на первой полосе 5 тарелки сосредоточивается вблизи перегородок, откуда она поступает на вторую полосу тарелки между двухсекционными участками. На второй полосе жидкость отбрасывается на новые перегородки, установленные между смежными секциями второй полосы. На фиг.2 ломаньями линиями со стрелками показан путь прохождения жидкости от при. емного кармана до сливного. На каждой очередной полосе тарелки (фиг.2) ориентировка чешуек меняется примерно на 90 о

При малом диаметре колонны рабочая часть тарелки.(расположенная между приемным и сливным карманом), очевидно может быть составлена всего лишь из одной полосы двухсекционных участков. В .этом случае конструкция тарелки значительно упрощается.

Предложенное устройство позволяет повысить эффективность массопередачи за счет ликвидации компенсации энергии соударяющихся струй.

Формула изобретения

Массообменная тарелка со струйными элементами, состоящая из секций, каждая пара которых включает несплошную перегородку, а элементы выполнены с направлением в сторону перегородки, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности массопередачи путем ликвидации компенсации энергии при столкновении струй, секции выполнены с разной площадью.

997706

Составитель A.cîíäîð

Редактор Н.Гунько Техред Т.Фанта . Корректор И-шулла

Заказ 991/5 Тирам 686 Подписное .

ВЧИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.

М., Химия, 1971, 2. Яьпдиков И.Н., Чехов О.С.

Т0ХТ Р I т. Х1У, 1980 °

3. Химическое машиностроение.Сборник научных трудов. Вып.4 М., МИХМ, 1975 (прототип).