RU2602115C1 - Bubble-cap tray contact element - Google Patents
Bubble-cap tray contact element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602115C1 RU2602115C1 RU2015140401/05A RU2015140401A RU2602115C1 RU 2602115 C1 RU2602115 C1 RU 2602115C1 RU 2015140401/05 A RU2015140401/05 A RU 2015140401/05A RU 2015140401 A RU2015140401 A RU 2015140401A RU 2602115 C1 RU2602115 C1 RU 2602115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cap
- contact element
- plate
- annular rib
- central hole
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям массообменных тарелок для систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности.The invention relates to designs of mass transfer plates for gas (steam) - liquid systems intended for absorption, rectification processes and can find application in chemical, petrochemical and other related industries.
Известны колпачковые тарелки, используемые для осуществления массообменных процессов для систем «жидкость-пар», описанные в книгах: [А.Г. Касаткин Основные процессы технической технологии. М.: Химия, 1971, с. 452]Known cap plates used for mass transfer processes for liquid-vapor systems, described in books: [A.G. Kasatkin Main processes of technical technology. M .: Chemistry, 1971, p. 452]
Эти массообменные многоколпачковые тарелки выполнены с паровыми патрубками, колпачками с зубчатыми краями или арочными прорезями и сливными патрубками.These mass transfer multi-cap plates are made with steam nozzles, caps with serrated edges or arched slots and drain nozzles.
Известен также контактный элемент колпачковой тарелки включающий паровой патрубок, колпачок, выполненный в виде цилиндрического стакана с прорезями [патент США №4146950. МПК B01D 3/20. Methods for forming bubble cap assemblies for a gas and liquid contact apparatus. Texaco Inc. 1979].Also known is the contact element of the cap plate including a steam pipe, a cap made in the form of a cylindrical glass with slots [US patent No. 4146950. IPC
Упомянутые контактные элементы колпачковой тарелки известных конструкций недостаточно эффективны для обеспечения надежного протекания массообменного процесса при разделении смеси на жидкую и паровую фазу. Это связано с незначительной величиной кромок прорезей колпачков, через которые происходит барботирование паров длиной пути смеси и соответственно временем контакта пара с жидкостью. Известные конструкции колпачков не позволяют увеличить суммарную длину упомянутых кромок и время контакта пара с жидкостью, т.е. увеличить время и поверхность межфазового контакта, которая непосредственно зависит от длины кромок, прорезей колпачков, через которые происходит барботирование паровой фракции.Mentioned contact elements of the cap plate of known designs are not effective enough to ensure reliable flow of the mass transfer process when the mixture is separated into a liquid and vapor phase. This is due to the insignificant size of the edges of the slots of the caps through which the bubbling of vapors occurs along the length of the mixture path and, accordingly, the contact time of the vapor with the liquid. Known cap designs do not allow to increase the total length of the mentioned edges and the contact time of the vapor with the liquid, i.e. increase the time and surface of the interphase contact, which directly depends on the length of the edges, the slots of the caps through which the vapor fraction is bubbled.
Известна также массообменная тарелка с перфорацией в боковых стенках парового колпачка выполнена в виде арочных прорезей выпуклостью наружу с входными отверстиями, направленными под острым углом к вертикали вниз в одну и ту же сторону противоположную расположению сливной трубы на тарелке [патент РФ №2097093, МПК B01D 3/20. Массообменная тарелка. Опубликовано: 27.11.1997]. Основной функцией рассматриваемой конструкции колпачка массообменной тарелки является направление парожидкостного потока. Недостатком такого контактного устройства тарелки является незначительная поверхность межфазового контакта.Also known is a mass transfer plate with perforation in the side walls of the steam cap made in the form of arched slots convex outward with inlet openings directed at an acute angle to the vertical down to the same side opposite to the location of the drain pipe on the plate [RF patent No. 2097093, IPC
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является контактный элемент колпачковой тарелки, включающий паровой патрубок, колпачок, выполненный в виде цилиндрического стакана с прорезями в его нижней части, причем горизонтальные кромки прорезей колпачков снабжены лопатками, расположенными с наружной стороны колпачков радиально и в горизонтальной плоскости [патент РФ №2500452, МПК B01D 3/16. Колонна ректификационная с колпачковыми тарелками. Бюл. 34. 2013 г.].The closest technical solution chosen as a prototype is the contact element of the cap plate, including a steam nozzle, a cap made in the form of a cylindrical glass with slots in its lower part, and the horizontal edges of the slots of the caps are equipped with blades located on the outside of the caps radially and horizontally the plane [RF patent No. 2500002, IPC
Недостатком известного контактного элемента колпачковой тарелки является невысокая эффективность массообменого процесса из-за недостаточно интенсивного взаимодействия газа (пара) и жидкости поскольку конструкция колпачкого элемента не позволяет в достаточной степени увеличить длину пути смеси и развить поверхность фазового контакта.A disadvantage of the known contact element of the cap plate is the low efficiency of the mass transfer process due to the insufficiently intense interaction of gas (vapor) and liquid, since the design of the cap element does not sufficiently extend the mixture path length and develop a phase contact surface.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности массообменого процесса.The task of the invention is to increase the efficiency of the mass transfer process.
Техническим эффектом предлагаемого изобретения является повышение интенсивности взаимодействия газа (пара) и жидкости за счет увеличения в контактном элементе длины пути смеси и использования более развитой поверхности фазового контакта.The technical effect of the invention is to increase the intensity of interaction of gas (vapor) and liquid by increasing the length of the mixture path in the contact element and using a more developed phase contact surface.
Поставленная задача решается за счет того, что в контактном элементе колпачковой тарелки, включающем паровой патрубок, колпачок, выполненный в виде цилиндрического или конического стакана с прорезями в его нижней части, в отличие от прототипа внешняя поверхность колпачка снабжена по крайней мере одним, расположенным в горизонтальной плоскости пластинчатым ребром, выполненным в виде кольца, насаженного через его центральное отверстие на стакан колпачка, причем диаметр центрального отверстия кольца соответствует внешнему диаметру стакана колпачка в месте его закрепления на колпачке, а внешний диаметр кольца не превышает расстояния до соседнего контактного элемента колпачковой тарелки.The problem is solved due to the fact that in the contact element of the cap plate, including the steam nozzle, the cap is made in the form of a cylindrical or conical glass with slots in its lower part, in contrast to the prototype, the outer surface of the cap is equipped with at least one horizontal the plane with a plate rib made in the form of a ring, inserted through its central hole onto the cap glass, the diameter of the central hole of the ring corresponding to the outer diameter of the stack the cap at the place of its attachment to the cap, and the outer diameter of the ring does not exceed the distance to the adjacent contact element of the cap plate.
Кроме того, могут использоваться следующие варианты выполнения контактного элемента: в периферийной части пластинчатого кольцевого ребра выполнен зубчики; зубчики в периферийной части пластинчатого кольцевого ребра равномерно согнуты вниз на угол в диапазоне от 75° до 90° от горизонтали; в пластинчатом кольцевом ребре выполнены перфорации в виде арочных прорезей выпуклостью наверх с выходными отверстиями, направленными под острым углом в радиальном направлении от центра колпачка; по кромке центрального отверстия пластинчатого кольцевого ребра выполнен буртик; кольцевое ребро закреплено на внешней поверхности колпачка за счет посадки с натягом; кольцевое ребро закреплено на внешней поверхности колпачка контактной сваркой; кольцевое ребро закреплено на внешней поверхности колпачка пайкой.In addition, the following embodiments of the contact element can be used: in the peripheral part of the plate-like annular rib, teeth are made; the teeth in the peripheral part of the plate-shaped annular rib are uniformly bent downward at an angle in the range from 75 ° to 90 ° from the horizontal; perforations in the form of a circular annular rib are made in the form of arched slots with a bulge upward with outlet openings directed at an acute angle in the radial direction from the center of the cap; a flange is made along the edge of the central hole of the plate annular rib; an annular rib is fixed on the outer surface of the cap due to interference fit; an annular rib is fixed on the outer surface of the cap by contact welding; an annular rib is fixed to the outer surface of the cap by soldering.
На фигуре изображен контактный элемент колпачковой тарелки (в разрезе и вид сверху).The figure shows the contact element of the cap plate (in section and top view).
Контактный элемент колпачковой тарелки, закрепленный на полотне тарелки 1 включает паровой патрубок 2, колпачек 3, выполненный в виде цилиндрического или конического зубчатого стакана с зубчиками 4, насаженное на стакан колпачка кольцевое ребро 5, закрепленное к стакану колпачка через буртик ребра 6. Паровой патрубок 2 раструбом насажен на отбортованное вверх отверстие полотна тарелки 1 и закреплен изнутри по торцу отбортовки.The contact element of the cap plate, mounted on the cloth of the plate 1 includes a
На отбортованные вверх отверстия полотна тарелки 1 раструбом насаживают паровые патрубки 2 и закрепляют изнутри по торцу отбортовки, например, точечной сваркой. Монтируют к тарелке колпачок 3, выполненный в виде цилиндрического или слегка конического зубчатого стакана. Слегка коническая форма стакана, получаемая в процессе штамповки колпачка, позволяет закрепить кольцевое ребро за счет натяга.
В вертикальном корпусе тепломассообменного колонного аппарата устанавливают одну над другой колпачковые тарелки, имеющие один или несколько переливных патрубков. С верха тепломассообменного колонного аппарата подают жидкость, которая перетекает с одной колпачковой тарелки на другую, сверху вниз по переливным патрубкам. При этом уровень жидкости на тарелке должен быть выше уровня прорезей зубьев колпачка, но ниже верхнего торца парового патрубка. Газ (либо пар) направляют с низа колонного аппарата вверх, он проходит через паровые патрубки 2, дробится зубьями контактных элементов и барботирует через слой жидкости на тарелке. При этом происходит тепломассообмен между газом (либо паром) и жидкостью.In the vertical casing of the heat and mass transfer column apparatus, cap plates having one or more overflow nozzles are installed one above the other. From the top of the heat and mass transfer column apparatus, liquid is supplied, which flows from one cap plate to another, from top to bottom along overflow pipes. In this case, the liquid level on the plate should be higher than the level of the slots of the teeth of the cap, but below the upper end of the steam pipe. Gas (or steam) is directed upward from the bottom of the column apparatus, it passes through the
Предлагаемые контактные элементы колпачковой тарелки в составе тепломассообменной колонны работают следующим образом. Исходная парожидкостная смесь через штуцер подается в колонну. Пары через паровые патрубки поступают в полость колпачков 3, вытесняют из них жидкость через щели между зубчаками 4 колпачков 3. Далее паровая смесь начинает барботировать в слой жидкости за пределами колпачков 3, и более легкая парогазовая смесь, задерживаясь в жидкости кольцевыми ребрами 5, поступает на вышележащую тарелку, а тяжелая фракция конденсируется в этой жидкости на тарелке.The proposed contact elements of the cap plate in the heat and mass transfer columns are as follows. The initial vapor-liquid mixture through the nozzle is fed into the column. Vapors through the steam nozzles enter the cavity of the
Особенностью работы предлагаемых колпачковых контактных элементов, является то, что парожидкостная смесь, выходя из под колпачка проходит определенный путь под кольцевым ребром 5, находящимися на границе паровой и жидкой сред, барбатирует в жидкость вне колпачка по всей рабочей поверхности кольцевого ребра 5, позволяющего увеличить время взаимодействия паровой и жидкой фаз и, как следствие, повысить эффективность процесса масообмена в ректификационной колонне в целом.A feature of the work of the proposed cap contact elements is that the vapor-liquid mixture, leaving the cap, passes a certain path under the
Сравнение функциональных характеристик тарелок, выполненных с контактными колпачковыми элементами по предлагаемому техническому решению по сравнению с прототипом [патент РФ №2500452] показало на повышение кпд тарелки в среднем с 0,76 до 0,84.A comparison of the functional characteristics of the plates made with contact cap elements according to the proposed technical solution compared to the prototype [RF patent No. 2500002] showed an increase in the plate efficiency from an average of 0.76 to 0.84.
Таким образом, совокупность признаков заявляемого объекта позволяет повысить эффективность массообменого процесса за счет интенсификации взаимодействия газа (пара) и жидкости при увеличении в контактном элементе длины пути смеси и использования более развитой поверхности фазового контакта.Thus, the combination of features of the claimed object allows to increase the efficiency of the mass transfer process due to the intensification of the interaction of gas (vapor) and liquid with an increase in the contact element of the mixture path length and the use of a more developed phase contact surface.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140401/05A RU2602115C1 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Bubble-cap tray contact element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140401/05A RU2602115C1 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Bubble-cap tray contact element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2602115C1 true RU2602115C1 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57278145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015140401/05A RU2602115C1 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Bubble-cap tray contact element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2602115C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111729340A (en) * | 2020-07-30 | 2020-10-02 | 天津普莱化工技术有限公司 | Cap cover for three-dimensional mass transfer tower plate, low-pressure-drop injection tower plate and gas-liquid mass transfer method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3693948A (en) * | 1969-04-05 | 1972-09-26 | Montz Gmbh Julius | Bubble caps for bubble columns |
US4146950A (en) * | 1976-08-06 | 1979-04-03 | Texaco Inc. | Methods for forming bubble cap assemblies for a gas and liquid contact apparatus |
SU1502039A1 (en) * | 1987-03-17 | 1989-08-23 | Волгоградский Политехнический Институт | Mass-exchange tray |
RU2096060C1 (en) * | 1994-05-31 | 1997-11-20 | Иван Петрович Слободяник | Jet tray |
RU14850U1 (en) * | 1999-12-15 | 2000-09-10 | Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл" | MASS EXCHANGE DEVICE |
RU2500452C2 (en) * | 2009-07-24 | 2013-12-10 | Александр Максимович Журба | Rectifier tower with bubble-cap trays |
-
2015
- 2015-09-22 RU RU2015140401/05A patent/RU2602115C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3693948A (en) * | 1969-04-05 | 1972-09-26 | Montz Gmbh Julius | Bubble caps for bubble columns |
US4146950A (en) * | 1976-08-06 | 1979-04-03 | Texaco Inc. | Methods for forming bubble cap assemblies for a gas and liquid contact apparatus |
SU1502039A1 (en) * | 1987-03-17 | 1989-08-23 | Волгоградский Политехнический Институт | Mass-exchange tray |
RU2096060C1 (en) * | 1994-05-31 | 1997-11-20 | Иван Петрович Слободяник | Jet tray |
RU14850U1 (en) * | 1999-12-15 | 2000-09-10 | Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл" | MASS EXCHANGE DEVICE |
RU2500452C2 (en) * | 2009-07-24 | 2013-12-10 | Александр Максимович Журба | Rectifier tower with bubble-cap trays |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111729340A (en) * | 2020-07-30 | 2020-10-02 | 天津普莱化工技术有限公司 | Cap cover for three-dimensional mass transfer tower plate, low-pressure-drop injection tower plate and gas-liquid mass transfer method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107820443B (en) | Contact valve tray for mass transfer column | |
RU182047U1 (en) | CAP PLATE | |
US20100162891A1 (en) | Vapor-liquid contacting in co-current contacting apparatuses | |
RU2602113C1 (en) | Bubble cap tray | |
EP2370204B1 (en) | De-entrainment device | |
RU2602115C1 (en) | Bubble-cap tray contact element | |
RU2500452C2 (en) | Rectifier tower with bubble-cap trays | |
US2378952A (en) | Countercurrent contacting apparatus | |
CA3049746C (en) | Contact tray having baffle wall for concentrating low liquid flow and method involving same | |
US9303214B2 (en) | Process, vessel, and apparatus for removing one or more sulfur compounds | |
US10471369B2 (en) | Chimney tray for a column for thermal treatment of fluid mixtures | |
US1858158A (en) | Gas and liquid contact apparatus | |
RU88986U1 (en) | CENTRIFUGAL DRINKER | |
RU201962U1 (en) | Column for contacting gas with liquid | |
RU198302U1 (en) | Cap plate | |
RU89973U1 (en) | CONTACT DEVICE | |
RU2797870C1 (en) | Vortex type contact device | |
RU2791822C1 (en) | Vortex contact device | |
US20210299589A1 (en) | Method and system for orifice control of valve pressure drop | |
RU2780517C1 (en) | Contact device for heat and mass exchanger | |
RU82570U1 (en) | CONTACT PLATE FOR HEAT AND MASS EXCHANGE UNITS | |
RU2271848C1 (en) | Mass-exchange contact device | |
RU2233194C1 (en) | Mass exchange column | |
RU82571U1 (en) | HEAT AND MASS EXCHANGE UNIT | |
KR100905460B1 (en) | Shielding of heat exchangers in columns |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190923 |