SU1088739A1 - Тарелка дл массообменных аппаратов - Google Patents

Abstract

ТАРЕЛКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ . АППАРАТОВ г содержаща  рабочее полотно с контактными элементами, разделенное продольными перегородками на центральный и периферийные участки с противоположным направлением движени  жидкости, переточный канал, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  производительности тарелки за счет увеличени  допусг тимой скорости газа, центральный участок расположен выше периферийных участков и жестко соединен с ни-ми , при этом ширина центрешьного участка составл ет 60-80% от ширины полотна тарелки. (Л С 00 00 со со

Description

Изобретение относитс  к тарельча тым контактным устройствам массообменных аппаратов и может быть испол зовано в процессах селективной абсорбции , хемосорбции и промывки газов в агрегатах большой единичной мощности, где требуетс  обеспечить эффективный контакт между большими количествами газа и минимально возможными количествами жидкости. Известна тепломассообменна  тарел ка с рециркул цией жидкости, состо ща  из параллельно установленных пластин с отогнутым верхним краем и разделенна  перегородкой на участ ки с противоположным наклоном пластин , снабженные переливным устройст вом l ., Однако данна  тарелка имеет низкую пропускную способность по газу (пару), так как при высоких скороет х газа (пара) происходит отдув распыленной в капли жидкости в межтарельчатое пространство и образование уплотненных зон в конце рабочих участков тарелки. Это преп тствует попаданию жидкости в сливные отверсти  и способствует накоплению ее на тарелке, в результате чего резко воз растает сопротивление и унос с нее жидкости. . Известна также тарелка дл  тепломассообменных аппаратов, содержаща  рабочее, полотно с контактными элемен тами, разделенное продольными перего ;родками на центральный и периферийные участки с противоположным направ лением движени  жидкости и переточны канал. При работе тарелки весь поток жид кости контактирует сначала с потоком газа (пара), проход щим через центральный участок, а затем с потоком, проход щим через периферийные участки тарелки. Этим достигаетс  увеличение времени контакта фаз и запаса жидкости на тарелке, а следовательно , и эффективности работы устройства при низких удельных расходах жидкости 2 . Однако указанна  конструкци  имеет недостаточно высокую производительность . Цель изобретени  - увеличение про изводительности тарелки за счет увеличени  допустимой скорости газа. Поставленна  цель достигаетс  тем что в тарелке дл  массообменных аппа ратов, содержащей рабочее полотно с контактными элементами, разделенное продольными перегородками на центральный и периферийные участки с про тивоположньлм направлением движени  жидкости, переточный канал центральный участок расположен выше периферийных участков и жестко соединен с ними, при зтом ширина центрального участка составл ет 60-80% от ширины полотна тарелки., Такое расположение позвол ет увеличить производительность тарелки за счет движени  каждой части расчлененного газового (парового) потока при прохождении тарелки по раздельным каналам и достижени  в них значительно более высоких скоростей газа (пара), чем в контактных зонах. На фиг. 1 изображена тарелка, общий вид, в изометрии; на фиг. 2 то же, поперечный разрез} на фиг.З графики зависимости гидравлического сопротивлени  производительности по отношению к прототипу и эффективности работы от шириныцентрального участка; на фиг. 4 - тарелка с различными величинами ширины центрального участка, поперечный разрез. Тарелка дл  массообменных аппаратов имеет рабочее полотно 1 с контактными элементами, переливное устройство 2, нерабочую сегментную часть 3 и отбойную перегородку 4, Контактными элементами рабочего полотна 1 могут служить пластины, просечно-выт жной лист, жалюзи и т.д. Центральный участок 5 с продольными перегородками 6 расположен выше периферийных участков 7 и жестко соединен с ними пластинами 8, а пластинами 9 - с нерабочей сегментной частью 3 и переточным каналом 10 переливного устройства 2. Ширина центрального участка 5 равна 6Q-80% ширины полотна тарелки. При этом между пластинами 8 и корпусом 11 аппарата образованы каналы 12, а между пластинами 8 - канал 13 дл  прохода газовой (паровой) фазы. По краю каждого периферийного .участка, расположенного против переливного устройства 2, установлена переливна  планка 14. Отбойна  пере-; городка 4 расположена над нерабочей сегментной частью 3 тарелки на уровне ее центрального участка 5 и закреплена с помощью кронштейна 15. Тарелка работает следующим образом . Жидкость через переточный канал 10 переливного устройства 2 поступает на центральный участок 5 и взаимодействует с частью газового Спарового ) потока. Образовавшиес  капли жидкости увлекаютс  газом (паром) к отбойной перегородке 4,где эффективно сепарируютс  и стекают на нерабочую сегментную часть 3 тарелки. 0тсепарированна  жидкость, пересека  через переливную планку 14,поступает на периферийные участки 7 и контактирует с периферийными газовыми (паровыми) потоками. После этого она попадает в переливное устройство 2 и через переточный канал 1Q )стекает на нижележащую тарелку. ,,

Поток газа, поднимающийс  снизу, делитс  при Входе на тарелку на две равные части. При этом одна его часть проходит сначала через периферийные участки 7, а затем через каналы 12, а втора  - через канал 13, а затем через центральный участок 5. Деление потока на равные части достигаетс  правильным выбором свободного сечени  каналов на входе и на выходе тарелки, обеспечивающим одинаковое гидравлическое сопротивление каждой части газового парового) потока.

Производительность предлагаемой конструкции по сравнению с прототипо в 1,5 - 1,6 раза больше благодар  движению потока газа (пара при прохождении тарелки по раздельным каналам и достижению в них значительно более высоких скоростей газа (пара), чем в контактных зонах. Это дает воз можность уменьшить диаметры разрабатываемых аппаратов и увеличить эффективность их работы, что особенно важно при создании агрегатов большой единичной мощности. Выбор ширины центрального участка равной 60-80% от ширины полотна тарелки (суммарна  ширина перифериных участков)  вл етс  оптимальным, что подтверждаетс  расчетными, и экспериментальными данными (фиг. З) дл  условий посто нной скорости воздуха 3,66 м/с в расчете на рабочую площадь предлагаемой тарелки и прототипа.

При ширине центрального участка (суммарной ширине периферийных участ ков) 40% (фиг. 4) рабоча  площадь тарелки уменьшаетс  на 20%, а производительность ее при неизменной скорости воздуха 3,66 м/с в расчете на рабочее сечение тарелки падает на 20% по сравнению с прототипом.

При ширине центрального участк.а 50% от ширины тарелки (фиг. 4g) показатели ее работы тарелки (производи1тельность , эффективность, гидравлическое сопротивление совпадают с прототипом.

Производительность тарелки возрастает только при ширине центрального участка и соответственно суммарной ширине периферийных участков свыше 50% от ширины тарелки (фиг. З). При увеличении ширины центрального участка (суммарной ширины периферийных участков) до 80% от ширины тарелки (фиг. 4Ь)производительность ее возрастает в 1,6 раза (фиг. 3) по сравнению с прототипом при одинаковых значени х других показателей (эффективность , гидравлическое сопротивление ) . Это возможно благодар  тому, что при возрастании рабочей площади тарелки в 1,6 раза скорость воздуха в поперечных сечени х каналов 12 и 13 достигает значений 14-15 м/с, при которых еще не нарушаетс  гидродинамическа  обстановка на тарелке и сопротивление ее повышаетс  незначительно .

Дальнейшее увеличение ширины центрального участка (суммарной ширины периферийных участков) нецелесообразно , так как происходит резкое увеличение скорости газовой фазы в поперечных сечени х каналов 12 и 13 за счет возрастани  количества проход щего газа и одновременного уменьшени  поперечнЪго сечени  этих каналов В результате гидравлическое сопротивление контактного устройства резко увеличиваетс  (сопротивление тарелки обусловлено сопротивлением рабочих участков и сопротивлением каналов 12 и 13 дл  прохода газа) , а эффективность его работы из-за возрастани  неравномерности распределени  фаз снижаетс .

Следовательно, использование тарелки с шириной центрального и соответственно суммарной шириной периферийных участков более 80% от ширины тарелки нецелесообразно.

Выбор ширины центрального участка и соответственно суммарной ширины периферийных участков менее 60% от ширины тарелки также нецелесообразен так как размер рабочего полотна и производительность тарелки возрастают всего в 1-1,2 раза (фиг. З), а конструкци  ее усложн етс .

Экспериментальна  проверка предлагаемой тарелки и базового варианта осуществлена на стенде пр моугольного сечени  размером мм на системе аммиачно-воздушна  смесь вода при изменении нагрузки по жидкости от 5 до 45 . Результаты испытаний представлены в таблице.

Таким образом, производительность предлагаемой тарелки при одинаковых значени х гидравлического сопротивлени  и эффективности в 1,5-1,6 раза выше, чем базового объекта. Ощутимый унос жидкости (свыше 0,1 кг/кг) на вышележащую тарелку начинаетс  при СКОРОСТЯХ воздуха свыше 4,7-6,0 м/с в расчете на полное сечение аппарата (в зависимости от нагрузки по жидкости ).

Базовый вари

Фиг.2

(риг.З

Claims (1)

1. ТАРЕЛКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ , содержащая рабочее полот но с контактными элементами, разделенное продольными перегородками на центральный и периферийные участки с противоположным направлением движения жидкости, переточный канал, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности тарелки за счет увеличения допусг тимой скорости газа, центральный участок расположен выше периферийных участков и жестко соединен с ни. ми, при этом ширина центрального участка составляет 60-80% от ширины полотна тарелки.

   г

   SU,„. 1088739 фиг.1

   I г