CS265394B1 - Kloboučky rektifikačního patra - Google Patents

Abstract

Změna v konstrukci kloboučků spočívá v tom, že obvodově štěrbiny pro průtok par mezi dvěma sousedními kloboučky jsou vždy u jednoho z kloboučků ve směru nejkratší vzdálenosti k sousednímu kloboučku zaslepeny.

Description

Vynález se týká úpravy a rozdělení štěrbin pro parní fázi po obvodu kloboučků rektifikačního patra.

Kloboučkové patro v současné době běžně v chemickém a potra vinařském průmyslu používané v patrových rektifikačních, kolonách je konstruováno tak, aby maximální měrou zprostředkovalo styk směsné kapalné a parní fáze protékající převážně v protiproudu kolonou a umožnilo účinný proces výměny hmoty mezi fázemi.

Kolona je sestavena z potřebného počtu pater nad sebou. Kapalná fáze vtéká spádem na určité patro z patra vyššího přepadem /při obvodu patra izolovanou cestou/ ukončeným kapalinovým uzávěrem k zamezení vniknutí a průchodu par. Přepadovou hranou je určena hladina vytvořené kapalné zádrže na patře. Poloha přepadů je od patra k patru v protipoloze. Pára stoupá na sledované patro z patra nižšího parními hrdly dna, opatřenými kloboučky.

V kloboučku mění pára svislý směr do směru vodorovného rozdíleného do směrů daných štěrbinami po obvodu kloboučku a přichází do styku s kapalnou zádrží na patře. Tímto nuceným stykem kapalné a parní fáze se parní fáze obohacuje lehčí složkou destilované směsi a vlivem tlakového spádu na patře stoupá k dalšímu patru. Kapalná směs stékající k spodnějšímu patru je probíhajícím procesem výměny hmoty obohacena o těžší složku.

Jak patrno, je klobouček patra důležitým funkčním prvkem v procesu výměny hmoty při rektifikaci.

Uspořádání kloboučků, jako funkčních prvků na patře, je provedeno podle určité geometrie. Kloboučky jsou tedy rozloženy např. po soustředných kružnicích, podlé různých planímetrických lítvarů apod. tak, aby byla zohledněna jak poloha a funkce samostatného přepadu různé konstrukce, tak vhodná vzdálenost mezi

265 394

- 2 kloboučky. Vzdálenost kloboučků je volena podle předpokládané optimální rychlosti par /výkonu/ při rektifikaci, aby bylo pokud možno splněno uspokojivé rozdělení parní fáze v kapalině. Přitom je klobouček opatřen vertikálními nebo mírně šikmými štěrbinami stejné průtočné plochy rovnoměrně rozloženými po obvodu pro průchod a horizontální orientaci par na patře. Proud páry v kapalné fázy se vlivem okamžité rychlosti rozptyluje a pile podmínek popřípadě vzdálenqsti, sdružuje v bubliny, které by měly být co nejmenši, aby styk parní fáze s kapalnou fází byl co nejdokonalejší. Styk tedy závisí na velikosti povrchu parních bublin na jednotku objemu páry. Mezi fázemi dochází k výměně hmoty, základnímu procesu při rektifikaci.

Protože je styk optimální při rovnoměrném rozptýlení parní fáze v zádrži, popsané uspořádání a úprava patra tento požadavek zcela nesplňuje vlivem nadměrného nahromadění par v místě mezi dvěma sousedními kloboučky.

V místech, kde jsou vzájemné vzdálenosti kloboučků nejmenší, proudy páry na sebe poměrně velkou rychlostí narážejí a mění vlivem působících sil směr do parního prostoru patra, aniž by došlo v potřebné míře ke styku s kapalnou fázi směsí. Vlivem popsaného jevu v heterogenní soustavě se snižuje účinnost dělící schopnosti kloboučkového rektifikačního patra.

Popsaný nepříznivý jev při rektifikaci v kloboučkové koloně se projevuje tím více, čím je menší průměr rektifikační kolony, neboí je omezenější možnost volby uspořádání kloboučků na patře a mimo to se uvedený nepříznivý vliv projevuje větší měrou vzhledem k malému průřezu patra. Tato druhá alternativa je ještě o to závažnější, že účinný průžez je ještě zmenšen oblastmi vymezenými pro instalaci přepadových systémů.

Uvedené nevýhody odstraňují kloboučky rektifikačního patra podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obvodové štěrbiny kloboučků pro průtok par mezi dvěmi sousedními kloboučky ve směru nejkratší vzdálenosti k sousednímu kloboučku jsou zaslepeny.

- Ί 265 394

Touto konstrukční úpravou se odstraní popsaný škodlivý jev prudkého nárazu par ve směru nejkratších vzdáleností mezi kloboučky, kde páry proudí kolonou proti sobě, čímž se zvýší účinnost patra až o 9 %·

Způsob realizace uvedené úpravy kloboučkového patra je znázorněn na výkresu , kde středy S vodorovných řezů kloboučků 1 jsou umístěny ve vrcholech soustavy rovnostranných trojúhelníků Propojením všech středů S kloboučků 1, vrcholů trojúhelníků, přímkami q se vymezí směry, ve kterých páry směsi jsou orientovány přímo proti sobě, kde vzájemným nárazem se shlukují ve vel ké bubliny a opustí kapalnou zádrž na patře. V okolí přímek q se vymezí oblast Dřímkami o a na jednom ze sousedních kloboučků 1 se ve vymezené oblasti zruší štěrbiny 2· šířka pásma, vzdálenost přímek o, vymezující oblast pro zrušení štěrbin 2 na kloboučku 1 závisí na vzdálenosti mezi kloboučky 1 a na optimální rychlosti par při rektifikaci a pohybuje se v rozmezí 25 až 40 % průměru kloboučku 1.

Volba zrušení štěrbin mezi kloboučky může být libovolná, je však možno zvolit způsob, který zachovává určitý systematický postup jako například na výkresy.

Kde kloboučky 1 spolu nesousedí, jsou štěrbiny zachovány. Jsou to kloboučky 1 po obvodu patra, které sousedí s pláštěm kolony 2 nebo s přepady kapalné fáze /nejsou na výkresu anázor neny/. Na obr. 1 jsou štěrbiny 2 P^r° názornost opatřeny vektory rychlosti par /šipkami/. Hustota štěrbin 2 může být libovolná, neboí závisí na jejich zvolené průtočné ploše. Popsaná úprava má značný význam u rektifikačních kloboučkových kolon menších průměrů.

Claims (1)

1. Kloboučky rektifikačního patra, vyznačující se tím, že obvodové štěrbiny /3/ pro průtok par mezi dvěmi sousedními kloboučky /1/ jsou vždy u jednoho z kloboučků /1/ ve směru nejkratší vzdálenosti k sousednímu kloboučku /3/ zaslepeny.