RU2542265C1 - Sieve tray of dip type for mass-transfer apparatus working in "gas-liquid" and "gas-liquid-liquid" systems - Google Patents
Sieve tray of dip type for mass-transfer apparatus working in "gas-liquid" and "gas-liquid-liquid" systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542265C1 RU2542265C1 RU2013150752/05A RU2013150752A RU2542265C1 RU 2542265 C1 RU2542265 C1 RU 2542265C1 RU 2013150752/05 A RU2013150752/05 A RU 2013150752/05A RU 2013150752 A RU2013150752 A RU 2013150752A RU 2542265 C1 RU2542265 C1 RU 2542265C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sieve
- liquid
- plate
- gas
- valve
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Ситчатая тарелка провального типа для массообменных аппаратов, работающих в системах «газ - жидкость» и «газ - жидкость - жидкость», которая может быть использована в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в частности, для ректификационного и абсорбционного разделения смесей органических и неорганических веществ, например, при фракционировании смеси двух взаимонерастворимых жидкостей.Failure type sieve plate for mass transfer apparatus working in gas-liquid and gas-liquid-liquid systems, which can be used in oil refining, chemical, petrochemical, food and other industries, in particular for distillation and absorption separation mixtures of organic and inorganic substances, for example, when fractionating a mixture of two mutually insoluble liquids.
Известна ситчатая тарелка провального типа для массообменных аппаратов, работающих в системах «газ - жидкость», включающая горизонтальное полотно с равномерно расположенными ситами, через которые снизу вверх проходит газовая фаза и сверху вниз жидкая фаза (Скобло А.И., Трегубова И.А., Егоров Н.Н. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Гостоптехиздат, 1962, 200 с.). Основным недостатком таких тарелок является узкий диапазон нагрузок по газовой и жидкой фазам, поскольку при низкой нагрузке тарелки происходит провал жидкой фазы с вышележащей тарелки на нижележащую практически без контакта фаз, а при высокой нагрузке тарелки происходит ее захлебывание - в обоих случаях коэффициент полезного массообменного действия тарелки резко уменьшается. Кроме того, эффективность массообмена на тарелке в целом определяется эффективностью локального противотока газовой и жидкой фаз через единичное отверстие сита и существенно ниже, чем в случае противоточного контакта газовой и жидкой фаз на ситчатых тарелках со сливными переточными устройствами.A failure-type strainer plate is known for mass transfer apparatuses operating in gas-liquid systems, including a horizontal sheet with uniformly distributed screens through which the gas phase passes from top to bottom and the liquid phase from top to bottom (Skoblo A.I., Tregubova I.A. , Egorov NN Processes and apparatuses of the oil refining and petrochemical industry. M: Gostoptekhizdat, 1962, 200 p.). The main disadvantage of such plates is the narrow range of loads in the gas and liquid phases, since at a low plate load the liquid phase fails from the overlying plate to the underlying one almost without phase contact, and at a high plate load it chokes — in both cases, the plate has an effective mass-transfer action decreases sharply. In addition, the efficiency of mass transfer on the plate as a whole is determined by the efficiency of the local counterflow of gas and liquid phases through a single sieve opening and is significantly lower than in the case of countercurrent contact of the gas and liquid phases on sieve plates with drain transfer devices.
Известна также тарелка провального типа для массообменных аппаратов, работающих в системах «газ - жидкость», включающая горизонтальное полотно с равномерно расположенными ситами, через которые снизу вверх проходит газовая фаза и сверху вниз жидкая фаза, снабженная предохранительным переливным устройством, высота которого над полотном тарелки соответствует предельно допустимому уровню жидкости на полотне (свидетельство на полезную модель RU №29671 U1, B01D 3/18, B01D 3/20, B01D 3/22, 27.05.2003).Also known is a failure-type plate for mass-exchangers operating in gas-liquid systems, including a horizontal sheet with uniformly distributed screens, through which the gas phase passes and from top to bottom the liquid phase equipped with a safety overflow device, the height of which above the plate blade corresponds the maximum permissible fluid level on the canvas (certificate for utility model RU No. 29671 U1,
Основным недостатком аналога является неравномерность растекания жидкой фазы из переливного устройства по нижележащей провальной ситчатой тарелке, в результате становится необходимым установка дополнительного распределительного устройства с зубчатой переливной планкой, что приводит к увеличению металлоемкости провальной тарелки и увеличению высоты массообменного аппарата более чем в два раза для размещения переливных устройств и распределительных устройств без увеличения массообменной эффективности аппарата в целом.The main disadvantage of the analogue is the uneven spreading of the liquid phase from the overflow device on the underlying failure sieve plate, as a result, it becomes necessary to install an additional distribution device with a gear overflow plate, which leads to an increase in the metal consumption of the failure plate and more than double the height of the mass transfer apparatus to accommodate overflow devices and switchgears without increasing the mass transfer efficiency of the apparatus as a whole.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению и рассматриваемой в качестве прототипа является ситчатая тарелка провального типа для массообменных аппаратов, работающих в системах «газ - жидкость», включающая горизонтальное полотно из параллельно расположенных полос, через которые снизу вверх проходит газовая фаза и сверху вниз жидкая фаза, при этом полосы выполнены выгнутыми по синусоиде и сдвинуты относительно друг друга на длину полуволны, формируя сита (авторское свидетельство на изобретение SU №748939, B01D 3/22, 10.07.1999). Недостатком данного изобретения является конструктивная сложность монтажа тарелок, поскольку незначительное смещение параллельно расположенных по сути дела гофрированных полос друг относительно друга в горизонтальной и особенно в вертикальной плоскости приведет к существенному изменению вертикального поперечного сечения щелей между соседними пластинами и нарушению условия однородности потоков газовой и жидкой фаз, проходящих сквозь эти щели, по расходам, скоростям и степени диспергирования.Closest to the claimed invention and considered as a prototype is a failure-type sieve plate for mass-exchangers operating in gas-liquid systems, including a horizontal web of parallel strips through which the gas phase passes from top to bottom and the liquid phase from top to bottom, this strip is made curved in a sinusoid and shifted relative to each other by half a wavelength, forming a sieve (copyright certificate for the invention SU No. 748939, B01D 3/22, 07/10/1999). The disadvantage of this invention is the structural complexity of mounting the plates, since a slight displacement of the essentially parallel corrugated strips relative to each other in the horizontal and especially in the vertical plane will lead to a significant change in the vertical cross-section of the slots between adjacent plates and the violation of the uniformity of the flow of gas and liquid phases, passing through these gaps, in terms of costs, speeds and degree of dispersion.
При создании изобретения ставилась задача увеличения эффективности контакта газовой и жидкой фаз на провальных контактных устройствах ситчатого типа и повышения пропускной способности тарелки за счет изменения организации контакта в ситах с противоточного на локальный перекрестноточный и расширения границ устойчивой работы тарелки, а также при массообмене между газом и двумя несмешивающимися жидкостями.When creating the invention, the task was to increase the efficiency of contact of the gas and liquid phases on the failed contact devices of the sieve type and to increase the throughput of the plate by changing the organization of contact in the sieves from countercurrent to local cross-flow and expanding the boundaries of the stable operation of the plate, as well as during mass transfer between gas and two immiscible liquids.
Поставленная задача решается за счет того, что в ситчатой тарелке провального типа для массообменных аппаратов, работающих в системах «газ - жидкость» и «газ - жидкость - жидкость», включающей горизонтальное полотно с равномерно расположенными ситами, через которые снизу вверх проходит газовая фаза и сверху вниз жидкая фаза, горизонтальное полотно формируется из двух скрепленных между собой полотен, каждое полотно имеет асимметрично расположенные элементы двух видов сит, один элемент сита имеет форму в виде сита-клапана круглой формы, скрепленного с полотном ножками, выдавленными из полотна совместно с ситом-клапаном, другой элемент сита выполнен в виде сита-отверстия круглой формы с габаритным размером, позволяющим вставлять в сито-отверстие с минимальным зазором сито-клапан другого полотна, на верхнем полотне сита-клапаны обращены вниз симметрично ситам-отверстиям в нижнем полотне, а в нижнем полотне сита-клапаны обращены вверх симметрично ситам-отверстиям в верхнем полотне.The problem is solved due to the fact that in a sieve plate of a failure type for mass transfer apparatuses operating in the "gas - liquid" and "gas - liquid - liquid" systems, including a horizontal canvas with uniformly distributed sieves, through which the gas phase passes from bottom to top and from top to bottom the liquid phase, a horizontal web is formed of two bonded webs, each web has asymmetrically arranged elements of two types of screens, one screen element has a shape in the form of a round-shaped sieve valve, sk replicated with the fabric with legs squeezed out of the fabric together with the sieve valve, another element of the sieve is made in the form of a sieve-hole of round shape with a dimension that allows you to insert a sieve-valve of another fabric into the sieve-hole with a minimum clearance, on the upper fabric sieve-valves facing downwards symmetrically to sieve openings in the lower sheet, and in the lower sheet sieve valves facing upwards symmetrically to sieve openings in the upper sheet.
Предлагаемая ситчатая провальная тарелка за счет специфической конструкции - наличия сит-клапанов - в горизонтальном сечении имеет по сущности практически удвоенное расширение рабочей высоты полотна тарелки в сборке. Это позволит существенно расширить границы устойчивой работы тарелки. При большой удельной нагрузке тарелки по жидкой фазе излишки жидкости будут дополнительно заполнять нижние сита-клапаны, через которые как через дополнительные распределительные устройства жидкая фаза будет перетекать на нижележащую тарелку, предохраняя от захлебывания вышележащую тарелку. При низкой удельной нагрузке тарелки по жидкой фазе жидкость будет преимущественно заполнять нижние сита-клапаны, контактируя в них противотоком с газовой фазой, не позволяя проваливаться жидкой фазе на нижележащую тарелку. При нормальной удельной нагрузке тарелки по потокам газовой и жидкой фаз интенсифицируется массообмен на тарелке за счет повышения качества барботажа газа вблизи сита-клапана благодаря увеличению скорости прохождения газовой фазы сквозь щель между полотном тарелки и клапаном по сравнению со скоростью прохождения газовой фазы сквозь сито-отверстие. Например, для сухой тарелки при прохождении газовой фазы через щель сита-клапана шириной 2 мм при диаметре сита-клапана 20 мм по сравнению с прохождением газовой фазы через сито-отверстие диаметром 20 мм скорость газовой фазы увеличивается в 2,5 раза. Возможность перетекания жидкой фазы из зоны сита-клапана, обращенного вверх, в зону рядом расположенного сита-клапана, обращенного вниз, приводит к формированию двукратного контакта одной порции жидкой фазы с соседними потоками газовой фазы, что должно привести к формированию локального перекрестноточного режима гидродинамики ситчатой тарелки, интенсифицирующего массопередачу. В тех случаях, когда на ситчатой тарелке происходит разделение системы «газ - жидкость - жидкость», например фракционирование частично растворимых жидкостей, то на ситчатой тарелке жидкость большей плотности будет взаимодействовать с газом в ситах-клапанах, обращенных вниз, а жидкость меньшей плотности - в ситах-клапанах, обращенных вверх.The proposed sieve failure plate due to the specific design - the presence of sieve valves - in the horizontal section has essentially doubled the expansion of the working height of the blade plate in the assembly. This will significantly expand the boundaries of the stable operation of the plate. With a high specific load of the plate in the liquid phase, excess liquid will additionally fill the lower sieve valves, through which the liquid phase will flow onto the underlying plate through additional distribution devices, preventing the overlying plate from flooding. With a low specific load of the plate in the liquid phase, the liquid will predominantly fill the lower sieve valves, contacting them countercurrently with the gas phase, not allowing the liquid phase to fall onto the underlying plate. Under normal plate specific load, gas and liquid phase flows intensify mass transfer on the plate by increasing the quality of gas bubbling near the sieve valve due to the increase in the gas phase passing through the gap between the plate blade and the valve compared to the gas phase passing through the sieve hole. For example, for a dry plate, when the gas phase passes through a slot of a sieve valve with a width of 2 mm and a diameter of a sieve valve of 20 mm, compared with the passage of the gas phase through a sieve hole with a diameter of 20 mm, the gas phase velocity increases by 2.5 times. The possibility of the liquid phase flowing from the zone of the sieve valve facing up to the area of the adjacent sieve valve facing down leads to the formation of double contact of one portion of the liquid phase with adjacent flows of the gas phase, which should lead to the formation of a local cross-flow mode of hydrodynamics of the mesh plate intensifying mass transfer. In cases where the gas-liquid-liquid system is separated on a sieve plate, for example, fractionation of partially soluble liquids, then on a sieve plate, a higher density liquid will interact with gas in downstream sieve valves and a lower density liquid in sieve valves facing up.
На фигуре 1 показано горизонтальное полотно ситчатой провальной тарелки из двух скрепленных между собой полотен с ситами-клапанами в сборе.The figure 1 shows a horizontal canvas of a sieve failure plate of two sheets fastened together with sieve-valves assembly.
На фигуре 2 показано горизонтальное полотно ситчатой провальной тарелки из двух скрепленных между собой полотен с ситами-клапанами в разобранном виде: отдельно верхнее и нижнее полотна.Figure 2 shows a horizontal canvas of a sieve failure plate made of two sheets fastened together with sieves-valves in a disassembled form: separately the upper and lower sheets.
На фигуре 3 показан фрагмент горизонтального полотна ситчатой провальной тарелки из двух скрепленных между собой полотен с ситами-клапанами в сборе в вертикальном разрезе и горизонтальный разрез сита-клапана по A-A ситчатой провальной тарелки с круглыми клапанами, где 1 - верхнее полотно, 2 - нижнее полотно, 3 - сито-клапан, 4 - головка клапана, 5 - ножка клапана, 6 - сито-отверстие.The figure 3 shows a fragment of a horizontal canvas sieve failure plate of two fastened together paintings with sieves-valves, assembled in a vertical section and a horizontal section of a sieve valve on AA sieve failure plates with round valves, where 1 is the upper canvas, 2 is the lower canvas , 3 - sieve-valve, 4 - valve head, 5 - valve foot, 6 - sieve-hole.
Проведены сравнительные стендовые испытания ситчатой провальной тарелки с круглыми клапанами диаметром 20 мм с высотой ножки 4 мм по заявляемому изобретению с классической провальной тарелкой, сита которой выполнены в виде отверстий круглой формы диаметром 4 мм и прямоугольной формы 4×20 мм, имеющих одинаковое живое сечение на уровне 20% от площади полотна тарелки.Comparative bench tests of a sieve failure plate with round valves with a diameter of 20 mm and a leg height of 4 mm according to the claimed invention with a classical failure plate, the sieves of which are made in the form of holes of a circular shape with a diameter of 4 mm and a rectangular shape of 4 × 20 mm with the same live section level of 20% of the area of the plate.
Результаты стендовых испытаний ситчатой провальной тарелки с круглыми клапанами по заявляемому изобретению показали, что ситчатая провальная тарелка с круглыми клапанами обеспечивает:The results of bench tests of a sieve failure plate with round valves according to the claimed invention showed that a sieve failure plate with round valves provides:
- увеличение пропускной способности по газу на 10%, повышение эффективности массопередачи в системе «газ - жидкость» на 10% (оценка эффективности проведена визуально по изменению порозности и увеличению высоты пены);- an increase in gas throughput by 10%, an increase in the mass transfer efficiency in the gas-liquid system by 10% (the effectiveness was assessed visually by changing the porosity and increasing the height of the foam);
- расширение нижней границы диапазона устойчивой работы тарелки (начало подпора жидкости восходящим потоком газа) на 10%, а верхней границы диапазона устойчивой работы со 100% (расчетный номинал) до 115% (прекращение стока и начала заброса жидкости на следующую тарелку). Таким образом, диапазон устойчивой работы тарелки увеличился на 25%.- extension of the lower limit of the range of stable operation of the plate (the beginning of the liquid back-up by an upward flow of gas) by 10%, and the upper limit of the range of stable operation from 100% (design value) to 115% (cessation of runoff and the beginning of the liquid reflux to the next plate). Thus, the range of stable operation of the plate increased by 25%.
Анализ гидродинамических особенностей и результаты экспериментальных стендовых испытаний разработанной провальной ситчатой тарелки подтверждают, что заявляемое изобретение решает задачу увеличения эффективности контакта газовой и жидкой фаз на провальных контактных устройствах ситчатого типа и повышения пропускной способности тарелки за счет изменения организации контакта в ситах с противоточного на локальный перекрестноточный и расширения границ устойчивой работы тарелки, а также при массообмене между газом и двумя несмешивающимися жидкостями.An analysis of the hydrodynamic features and the results of experimental bench tests of the developed dip sieve plate confirm that the claimed invention solves the problem of increasing the efficiency of contact of the gas and liquid phases on the sieve contact devices of the sieve type and increasing the throughput of the plate by changing the contact organization in the sieves from countercurrent to local crossflow and expanding the boundaries of the stable operation of the plate, as well as during mass transfer between a gas and two, do not mix liquids.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150752/05A RU2542265C1 (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Sieve tray of dip type for mass-transfer apparatus working in "gas-liquid" and "gas-liquid-liquid" systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150752/05A RU2542265C1 (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Sieve tray of dip type for mass-transfer apparatus working in "gas-liquid" and "gas-liquid-liquid" systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2542265C1 true RU2542265C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53288963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013150752/05A RU2542265C1 (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Sieve tray of dip type for mass-transfer apparatus working in "gas-liquid" and "gas-liquid-liquid" systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542265C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1031443A1 (en) * | 1981-08-11 | 1983-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа | Tray for mass exchange apparatus |
WO1999024135A1 (en) * | 1997-11-10 | 1999-05-20 | Koch-Glitsch, Inc. | Vapor-liquid contact tray assembly |
SU748939A1 (en) * | 1978-12-21 | 1999-07-10 | Е.Д. Вертузаев | CONTACT PLATE OF FAILED TYPE FOR MASS-EXCHANGE EQUIPMENT |
RU36997U1 (en) * | 2003-12-16 | 2004-04-10 | Выборнов Вячеслав Георгиевич | PLATE VALVE COMBINED |
-
2013
- 2013-11-14 RU RU2013150752/05A patent/RU2542265C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU748939A1 (en) * | 1978-12-21 | 1999-07-10 | Е.Д. Вертузаев | CONTACT PLATE OF FAILED TYPE FOR MASS-EXCHANGE EQUIPMENT |
SU1031443A1 (en) * | 1981-08-11 | 1983-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа | Tray for mass exchange apparatus |
WO1999024135A1 (en) * | 1997-11-10 | 1999-05-20 | Koch-Glitsch, Inc. | Vapor-liquid contact tray assembly |
RU36997U1 (en) * | 2003-12-16 | 2004-04-10 | Выборнов Вячеслав Георгиевич | PLATE VALVE COMBINED |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3410540A (en) | Vapor-liquid contact system and method | |
JP4557490B2 (en) | Efficiency enhanced fractionation tray and process | |
US5262094A (en) | Fractionation tray having packing immediately below tray deck | |
US9844738B1 (en) | Tray assembly for gas/liquid contact tower | |
DE69734344T3 (en) | Liquid distributor for downward flow of two phases | |
US5366666A (en) | Multiple downcomer fractionation tray having packing between downcomers | |
US5707563A (en) | V-module fractionation tray | |
US3700216A (en) | Vapor-liquid contacting device | |
WO2010077406A1 (en) | Improved vapor-liquid contacting in co-current contacting apparatuses | |
US6293528B1 (en) | Fractionation apparatus with low surface area grid above tray deck | |
KR101586874B1 (en) | Downcomer for a gas-liquid contacting device | |
NZ224769A (en) | Sieve tray for vapour-liquid contact column | |
RU2542265C1 (en) | Sieve tray of dip type for mass-transfer apparatus working in "gas-liquid" and "gas-liquid-liquid" systems | |
RU2602863C1 (en) | Mass exchange tower with cross current of system liquid and gaseous phases | |
WO1998023351A1 (en) | Separator | |
EP0001448A1 (en) | Vapor-liquid contacting tray | |
RU2568706C1 (en) | Contact device for heat and mass exchange and separation of phases in partitioned cross flow packed columns in gas-liquid and liquid-liquid systems | |
US20190299119A1 (en) | Vapor-liquid contacting apparatus and process with cross contacting | |
EP0381388A2 (en) | Gas-Liquid contacting tray | |
RU2607730C1 (en) | Mass exchange tower with cross current of liquid and gas (steam) phases of “peton” system | |
RU181091U1 (en) | Contact device for heat and mass transfer processes | |
RU2461406C2 (en) | Mass exchange contact device for interaction of fluid and gas | |
RU186784U1 (en) | Coalescing element for the separation of water-oil mixture | |
RU2225753C2 (en) | Packing for mass-exchange apparatus | |
RU2360731C1 (en) | Contact device for mass-exchange units |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171120 |
|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20190711 |