RU2752351C1 - Support and distribution plate - Google Patents
Support and distribution plate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752351C1 RU2752351C1 RU2020133495A RU2020133495A RU2752351C1 RU 2752351 C1 RU2752351 C1 RU 2752351C1 RU 2020133495 A RU2020133495 A RU 2020133495A RU 2020133495 A RU2020133495 A RU 2020133495A RU 2752351 C1 RU2752351 C1 RU 2752351C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- slots
- caps
- cap
- devices
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
- B01D24/36—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed fluidised during the filtration
-
- 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
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
- B01D3/20—Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к опорно-распределительным устройствам для аппаратов с псевдоожиженным слоем твердых части, используемых для разделения систем жидкость-твердое или газ-твердое, а именно к конструкции колпачков для тарельчатых колонн, и может найти применение в. установках очистки питьевой воды и сточных вод, в химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The invention relates to support-distribution devices for apparatus with a fluidized bed of solid parts used for separating liquid-solid or gas-solid systems, namely, to the design of caps for disk columns, and can find application in. drinking water and wastewater treatment plants, in the chemical, petrochemical, pharmaceutical and other industries.
Как правило, опорно-распределительные устройства (тарелки) используются для распределения потока жидкости после прекращения ее подачи и для поддержания слоя твердых частиц. Наибольшее распространение получили колпачковые тарелки, представляющие собой диск с расположенными по его сечению вертикальными патрубками определенной высоты, на которые устанавливаются колпачки так, что снизу между колпачком и диском образуется щель, через которую под слой жидкости вводится газовая среда (ОСТ 26-01-86). В процессах в системе жидкость-твердое размеры колпачка (высота патрубка, внутренний перелив и высота самого колпачка определяются свойствами загрузки при оседании.Typically, support distributors (trays) are used to distribute the liquid flow after the flow has been stopped and to maintain the bed of solids. The most widespread are cap trays, which are a disk with vertical branch pipes of a certain height located along its cross section, on which caps are installed so that a gap is formed between the cap and the disk, through which a gaseous medium is introduced under the liquid layer (OST 26-01-86) ... In processes in the liquid-solid system, the dimensions of the cap (the height of the nozzle, the internal overflow and the height of the cap itself are determined by the properties of the loading during subsidence.
Так, известны колпачковые тарелки, используемые для осуществления массообменных процессов для систем «жидкость-пар (А.Г. Касаткин. «Основные процессы технической технологии». М.: Химия, 1971, с. 452).Thus, bubble cap trays are known that are used to carry out mass transfer processes for liquid-vapor systems (A.G. Kasatkin. "Basic 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 multi-cap mass transfer trays are configured with steam pipes, scalloped or arched caps and drain pipes.
Известен также контактный элемент колпачковой тарелки, включающий паровой патрубок, колпачок, выполненный в виде цилиндрического стакана с прорезями (US 4146950, 1979).Also known is the contact element of the cap tray, which includes a steam pipe, a cap made in the form of a cylindrical glass with slots (US 4146950, 1979).
Известны также колпачковые тарелки (RU 2214852, 2003; RU 2500452, 2013), состоящие из оснований в форме диска, барботажных колпачков, переливных труб и гидрозатвора.Also known cap trays (RU 2214852, 2003; RU 2500452, 2013), consisting of disc-shaped bases, bubble caps, overflow pipes and a water seal.
Упомянутые контактные элементы колпачковой тарелки указанных конструкций недостаточно эффективны для обеспечения надежного протекания массообменного процесса при разделении смеси на жидкую и паровую фазу.The mentioned contact elements of the bubble cap trays of the indicated designs are not effective enough to ensure reliable flow of the mass transfer process when separating the mixture into liquid and vapor phases.
Более эффективный теплообмен достигается в реакторах с псевдоожиженным слоем. Реактор с псевдоожиженным слоем представляет собой вертикальную цилиндрическую колонну с расположенной внизу специальной распределительной системой для ввода очищаемой воды и реагентов.More efficient heat transfer is achieved in fluidized bed reactors. The fluidized bed reactor is a vertical cylindrical column with a special distribution system located at the bottom for injecting purified water and reagents.
Подача реагента осуществляется в толщу псевдоожижение слоя загрузки над дренажными колпачками. При этом вся поверхность тарелки омывается водой. Благодаря интенсивному перемешиванию псевдоожиженного слоя вводимые разными путями реагенты распределяются по сечению аппарата.The reagent is fed into the thickness of the fluidization of the loading layer above the drain caps. In this case, the entire surface of the plate is washed with water. Due to the intensive mixing of the fluidized bed, the reagents introduced in different ways are distributed over the cross section of the apparatus.
В рабочем состоянии вода, подаваемая через патрубок трубопровода-подачи воды в аппарат, свободно проходит через тарелку по патрубку ввода воды поднимаясь до конца патрубка и проделав зигзагообразный путь под дренажным колпачком, вводится снизу псевдоожиженного слоя, через отверстия над поверхностью тарелки. При остановке реактора слой загрузки оседает и заполняет все свободное пространство, но из-за явления «естественного откоса», он не может подняться внутри колпачка выше определенного уровня.In working condition, the water supplied through the water supply pipe to the apparatus freely passes through the plate along the water inlet pipe, rising to the end of the pipe and making a zigzag path under the drain cap, is introduced from the bottom of the fluidized bed, through the holes above the plate surface. When the reactor is shut down, the loading layer settles and fills all the free space, but due to the phenomenon of "natural slope", it cannot rise above a certain level inside the cap.
Недостатком тарелки является то, что при ее использовании в псевдоожиженном слое наблюдается интенсивное перемешивание в вертикальном направлении, однако по сечению аппарата перемешивание незначительно. Поэтому равномерное распределение реагентов по сечению наблюдается только в верхних слоях загрузки на значительной удалении от тарелки, что снижает эффективность работы реактора.The disadvantage of the tray is that when it is used in a fluidized bed, intensive mixing is observed in the vertical direction, however, the mixing is insignificant over the section of the apparatus. Therefore, a uniform distribution of reagents over the cross section is observed only in the upper layers of the charge at a considerable distance from the tray, which reduces the efficiency of the reactor.
Задачей, решаемой настоящим техническим решением, является повышение эффективности работы реактора.The problem solved by this technical solution is to improve the efficiency of the reactor.
Для решения данной задачи предлагается совершенствование конструкции колпачков и их размещения на основании тарелки.To solve this problem, it is proposed to improve the design of the caps and their placement on the base of the plate.
Технический результат достигается тем, что предлагаемая опорно-распределительная тарелка для аппаратов с псевдоожиженным слоем твердого материала, содержащая основание в виде диска, снабженное отверстием для выгрузки контактирующей загрузки, и размещенные на поверхности диска дренажные колпачки, основанные на явлении «естественного откоса», которые установлены на патрубках ввода, таким образом, что ввод воды выполняется выше нижнего отверстия колпачка на высоту, большую, чем может подняться твердый зернистый материал, например, песок, после его осаждения, и снабженные устройствами для крепления колпачка, отрегулированными таким образом, что в ходе работы нижняя часть колпачков прижата к диску, причем в нижней части колпачков выполнены прорези, а сами колпачки, установлены на диске таким образом, что их прорези направлены в одну сторону по окружности диска.The technical result is achieved in that the proposed support-distribution plate for devices with a fluidized bed of solid material, containing a base in the form of a disk, equipped with an opening for unloading the contacting load, and drainage caps located on the surface of the disk, based on the phenomenon of "natural slope", which are installed on the inlet nozzles, in such a way that the water is injected above the lower opening of the cap to a height greater than the solid granular material, for example, sand, can rise after it has settled, and equipped with cap fastening devices adjusted in such a way that during operation the lower part of the caps is pressed against the disk, moreover, slots are made in the lower part of the caps, and the caps themselves are installed on the disk in such a way that their slots are directed in one direction around the circumference of the disk.
Прорези могут представлять собой щели разного типа в виде одного или нескольких отверстий, расположенных с одной стороны колпачка, составляющие в совокупности от 1/30 до 1/2 окружности колпачка.The slots can be of various types in the form of one or more holes located on one side of the cap, making up in total from 1/30 to 1/2 of the circumference of the cap.
Такое расположение способствует образованию потоков жидкости, вытекающей из-под колпачка, которые сдвигают и перемешивают нижние слои псевдоожиженного материала в горизонтальном сечении над тарелкой и, соответственно, к быстрому распределению реагента по сечению, что позволяет повысить эффективность очистки, и снизить высоту рабочей зоны аппарата и сократить его вес.This arrangement promotes the formation of liquid streams flowing out from under the cap, which shift and mix the lower layers of the fluidized material in a horizontal section above the tray and, accordingly, to the rapid distribution of the reagent over the cross section, which makes it possible to increase the cleaning efficiency and reduce the height of the working zone of the apparatus and reduce its weight.
При размере прорези менее 1/30 и более 1/2 окружности образуются потоки или недостаточной величины, или недостаточной скорости, в результате чего их влияние на прилегающие к колпачкам слои псевдоожиженного материала становится незначительным.When the size of the slot is less than 1/30 and more than 1/2 of the circle, flows are formed either of insufficient magnitude or insufficient speed, as a result of which their effect on the layers of fluidized material adjacent to the caps becomes negligible.
При размере прорези более 1/2 окружности, не образуются потоки, направленные в одну сторону по окружности диска.When the size of the slot is more than 1/2 of the circle, no flows are formed directed in one direction around the circumference of the disk.
Для предотвращения накопления слоя загрузки внутри колпачка с противоположной стороны от прорезей выполнены щели или отверстия с проходным сечением не более 15% от основных отверстий.To prevent the accumulation of the loading layer inside the cap, on the opposite side from the slots, slots or holes with a flow area of not more than 15% of the main holes are made.
Общий вид дренажного колпачка приведен на фиг. 1, направление потоков - на фиг. 2; схема расположения колпачков на основании тарелки приведена на фиг. 3. На фиг. 4 показано состояние колпачков при остановке реактора, на фиг. 5 - вариант колпачка при наличии дополнительного отверстия для промывки внутренней полости колпачка. При этом используются следующие обозначения: 1 - основание тарелки; 2 - патрубок для ввода жидкости; 3 - колпачок; 4 - прорезь; 5 - потоки жидкости; 6 - патрубок выгрузки слоя материала загрузки; 7 - псевдоожиженный слой загрузки; 8 - осевший сплошной слой; 9 - уровень заполнения колпачка при остановке; 10 - отверстие для промывки внутренней полости колпачка.A general view of the drain cap is shown in Fig. 1, the flow direction is shown in FIG. 2; the arrangement of the caps on the base of the tray is shown in FIG. 3. In FIG. 4 shows the state of the caps when the reactor is shut down; FIG. 5 - a variant of the cap with an additional hole for flushing the inner cavity of the cap. In this case, the following designations are used: 1 - the base of the plate; 2 - branch pipe for liquid inlet; 3 - cap; 4 - slot; 5 - fluid flows; 6 - branch pipe for unloading the layer of loading material; 7 - fluidized bed of loading; 8 - settled continuous layer; 9 - filling level of the cap when stopped; 10 - hole for flushing the inner cavity of the cap.
Тарелка, фиг. 1, состоит из основания 1, через которые проходят пат- рубки для ввода жидкости 2, на которые установлены колпачки 3, закрепленные так, что их нижний край касается основания 1, причем часть нижнего края вырезана, образуя с одной стороны колпачка прорезь 4 в виде отверстий или щели. На основании 1 имеется рабочее отверстие для выгрузки мелко- зернистого материала 6 и по поверхности равномерно распределены колпачки 3 таким образом, чтобы выходящие из прорезей 4 потоки жидкости 5 были направлены в одну сторону по окружности основания 1.Plate, fig. 1, consists of a
Тарелка работает следующим образом. В рабочем состоянии вода, по- даваемая через патрубок для ввода жидкости 2 свободно проходит через тарелку внутрь колпачка 3, закрепленного на основании 1, и, проделав зигзагообразный путь под дренажным колпачком образует поток 5, исходящий из прорези 4 под низ слоя, приводя его в состояние псевдоожижения 7 и обеспечивая его движение и перемешивание в горизонтальном направлении. При остановке реактора псевдоожиженный слой оседает в виде сплошного слоя 8 и заполняет нижнюю часть свободного пространства внутри колпачка, но из-за явления «естественного откоса», он не может подняться выше определенного уровня 9, как показано на фиг. 4.The plate works as follows. In working condition, the water supplied through the nozzle for
Для предотвращения накопления слоя загрузки внутри колпачка может быть предусмотрена промывка его внутренней полости для чего на стороне противоположной выходному отверстию в колпачке 3 может быть выполнены отверстия 10, как показано на фиг. 2 и 5, с общей площадью не более 15% от основных отверстий. При общей площади отверстий большей 15% от основных отверстий, выходящие из них струи блокируют образование движения, направленного в одну сторону по окружности диска. При меньшей, частицы загрузки могут блокировать отверстия.To prevent the accumulation of the loading layer inside the cap, it can be provided that its inner cavity is flushed; for this purpose,
Проведенные эксперименты показали, что использование заявляемой тарелки обеспечивает повышение эффективности аппарата на 15-25% или создает возможность сокращения его высоты на 10-15%.The experiments have shown that the use of the inventive tray provides an increase in the efficiency of the apparatus by 15-25% or makes it possible to reduce its height by 10-15%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133495A RU2752351C1 (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Support and distribution plate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133495A RU2752351C1 (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Support and distribution plate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2752351C1 true RU2752351C1 (en) | 2021-07-26 |
Family
ID=76989433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020133495A RU2752351C1 (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Support and distribution plate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2752351C1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU181040A1 (en) * | Ю. И. Бубнов | CONTACT PLATE FOR MASS-EXCHANGE EQUIPMENT | ||
SU66049A1 (en) * | 1944-10-03 | 1945-11-30 | В.А. Клячко | Drain cap |
DE1542513A1 (en) * | 1964-03-30 | 1970-03-26 | Union Oil Co | Method for evenly distributing a mixed phase consisting of steam and liquid |
SU487645A1 (en) * | 1973-08-02 | 1975-10-15 | Пензенский Ордена Ленина Завод Химического Машиностроения | Plate for contact apparatus |
SU1583128A1 (en) * | 1988-10-24 | 1990-08-07 | Калушское производственное объединение "Хлорвинил" | Heat-mass-exchange apparatus |
CN102397709A (en) * | 2010-09-15 | 2012-04-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | Modular catalyst filling structure of vertical sieve plate |
RU2500452C2 (en) * | 2009-07-24 | 2013-12-10 | Александр Максимович Журба | Rectifier tower with bubble-cap trays |
US20170057835A1 (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | Conocophillips Company | Semi-continuous treatment of produced water with boiler flue gas |
RU198959U1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-08-05 | Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" | REACTOR FOR REAGENT WATER SOFTENING |
RU200099U1 (en) * | 2020-05-12 | 2020-10-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Bubble cap plate |
-
2020
- 2020-10-12 RU RU2020133495A patent/RU2752351C1/en active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU181040A1 (en) * | Ю. И. Бубнов | CONTACT PLATE FOR MASS-EXCHANGE EQUIPMENT | ||
SU66049A1 (en) * | 1944-10-03 | 1945-11-30 | В.А. Клячко | Drain cap |
DE1542513A1 (en) * | 1964-03-30 | 1970-03-26 | Union Oil Co | Method for evenly distributing a mixed phase consisting of steam and liquid |
SU487645A1 (en) * | 1973-08-02 | 1975-10-15 | Пензенский Ордена Ленина Завод Химического Машиностроения | Plate for contact apparatus |
SU1583128A1 (en) * | 1988-10-24 | 1990-08-07 | Калушское производственное объединение "Хлорвинил" | Heat-mass-exchange apparatus |
RU2500452C2 (en) * | 2009-07-24 | 2013-12-10 | Александр Максимович Журба | Rectifier tower with bubble-cap trays |
CN102397709A (en) * | 2010-09-15 | 2012-04-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | Modular catalyst filling structure of vertical sieve plate |
US20170057835A1 (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | Conocophillips Company | Semi-continuous treatment of produced water with boiler flue gas |
RU198959U1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-08-05 | Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" | REACTOR FOR REAGENT WATER SOFTENING |
RU200099U1 (en) * | 2020-05-12 | 2020-10-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Bubble cap plate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3218249A (en) | Vapor-liquid distribution method and apparatus for the conversion of hydrocarbons | |
KR970006666B1 (en) | Distribution system for downflow reactors | |
KR880001776B1 (en) | Fixed bed multiple zone fluid-solids contacting apparatus | |
US4689183A (en) | Ultra low flow rate liquid redistributor assembly for use in a liquid-vapor contact tower | |
AU669629B2 (en) | A process vessel | |
US5158714A (en) | Vapor-liquid distribution method and apparatus | |
US20170015917A1 (en) | Scale collection and predistribution tray for vessel with downward two-phase flow | |
KR102444874B1 (en) | Tray assembly for gas/liquid contact tower | |
US3794171A (en) | Apparatus for purifying waste liquids | |
WO1992001637A1 (en) | Bioreactor | |
KR102657650B1 (en) | System for distributing a liquid and/or gas phase into a reaction vessel | |
KR20180055802A (en) | Apparatus and method for purification of a fluid by means of a filter bed | |
AU737425B2 (en) | Throat and cone gas injector and gas distribution grid for slurry reactor | |
RU2752351C1 (en) | Support and distribution plate | |
US2428922A (en) | Liquid distributing apparatus | |
US4328177A (en) | Vapor-liquid contacting apparatus | |
KR102272730B1 (en) | Wet-contact trays, especially for use in offshore fractionation columns | |
CN207169745U (en) | A kind of tower tray for possessing anti-clogging | |
CN209809609U (en) | Settling tray and in-tower assembly | |
KR100330494B1 (en) | A Fluidized Biofilm Bed Reactor | |
EP0092614B1 (en) | Vapour-liquid contacting apparatus | |
RU2785322C1 (en) | Apparatus for reagent distribution in the fluidised bed | |
US3552573A (en) | Filtering apparatus | |
SU1321690A1 (en) | Arrangement for waste water flotation treatment | |
CN208471650U (en) | A kind of equipment for preventing filler to be lost suitable for alternating internal circulation biological filter |