SU1088770A1

SU1088770A1 - Element for distributing liquid in mass-exchange column

Info

Publication number: SU1088770A1
Application number: SU833540825A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Марушкин; Константин Федорович Богатых; Игорь Анатольевич Мнушкин; Марат Нурлыгаянович Кутушев; Нажар Сабирович Хафизов
Original assignee: Уфимский Нефтяной Институт
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1984-04-30

Abstract

1. ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В МАССООБМЕННОЙ КОЛОННЕ, включающий часть основани тарелки С р дами отверстий, под каждым нз которых установлена отражательна / пластина, отличающийс тем, что, с целью повьпиени эффективности тепломассообмена в услови х протпво- и перекрестного тока взаимодействукицих фаз путем направленного и однородного пленочного истечени жидкости, отражательна цластина снабжена отогнутой кверху кр9мкой, верхн часть которой выполнена по синусоидальному профилю с длиной волны, равной шагу отверстий, а лини соединени отражательной пластины с основанием тарелки параллельна осевой линии р да отверстий. (Л эо эо SI vj о1. ELEMENT FOR DISTRIBUTING A LIQUID IN A MASS-EXCHANGE COLUMN, including a part of the base of the dish With a series of holes, under each of which a reflective / plate is installed, characterized in that, in order to improve the heat and mass transfer under the conditions of proton and cross current of the interaction phases, and a uniform film outflow of liquid, the reflective plate is provided with an upright bend, the upper part of which is made along a sinusoidal profile with a wavelength equal to the opening step s, and the connection line from the baffle plate base plates parallel to the axial line of the row of apertures. (L eo eo si vj o

Description

2.Элемент по п.1, о т л и ч а root и и с тем, что отражательна пластина выполнена изогнутой.2. The element according to claim 1, wherein the root and the one so that the reflective plate is curved.

3.Элемент по п.1, отличающ ни с тем, что отражательна платина выполнена продольно гофрированной .3. The element according to claim 1, characterized in that the reflective platinum is made longitudinally corrugated.

4.Элемент по п.1, отличающ и и с тем, что отражательна пластина выполнена поперечно-гофрирозанной .4. The element according to claim 1 is also distinguished by the fact that the reflection plate is made transversely corrugated.

5.Элемент по п.1, о т л и ч а гоад и и с тем, что верхн кром ка отражательной пластины выполнена зубчатой.5. An element according to claim 1, about tl and h a goad and so that the upper edge of the reflective plate is made gear.

6.Элемент по пп.1-5, о т л и ч аго щ и и с тем, что отражательные пластины расположены параллельно одна другой. .6.Item on PP.1-5, about tl and h Ago u and with the fact that the reflective plates are parallel to one another. .

7.Элемент по пп.1-5, о т л ич а го щ и и с- тем, что отражательные пластины расположены по концентрическим окружност м.7. The element according to claims 1-5, which is based on the fact that the reflective plates are arranged in concentric circles.

8.Элемент по пп.1-5, отличающийс тем, что отражательные пластины расположены радиально.8. An element according to claims 1-5, characterized in that the reflection plates are arranged radially.

Изобретение относитс к конструкци м распределительных устройств дл жидкости, примен емых в процессах тепломассообмена, и может быть использовано дл создани орошени насадочц ых устройств в ректификационных и абсорбционных колоннах, рабо такщих .в системах противо- и перекре кого тока взаимодействующих фаз. Известно распределительное устрой ство, состо щее из элементов, выполненных в виде отогнутых зычков Л Недостаток известного устройства неоднородность пленочного истечени жидкости, так как стекающа по перй етру зычка пленка имеет различную толщину. Кроме того, известна конструкци элемента не позвол ет созда направленное истечение жидкости по поверхности регул рных насадок за счет криволинейной поверхности пленк Известен элемент дл распределени жидкости в массообменной колонне, включающий часть основани тарелки с р дами отверстий, под каждым из . которых установлена отражательна пластина zj . За счет неравноудаленности плоскости зычка от осевой линии р да отверстий создаетс только пленкообразна стру , котора неоднородна по толщине по всему периметру слива Это объ сн етс тем, что наклон зыч ка в сторону направлени движени струи увеличивает толщину пленки от отверсти к отверстию. Такое истечение жидкости вл етс неприемлемым дл орошени регул рных насадок, так как распределение жидкости будет локальным и неравномерным. В конечном . итоге эффективность тепломассообмена будет низкой. Язычок из-за перпендикул рного креплени склонен к вибраци м и колебани м , что приводит к нарушению пленочного, истечени , а также к быстрому выходу зычка из стро . Применение указанного элемента дл орошени насадок в системе перекрестного тока пара и жидкости не исключает проскок пара без контакта с жидкостью. Это объ сн етс тем, что при перекрытии пленок между зычками образуетс некотора свободна зона, в которую и устремл етс паровой поток , ухудша тем самым равномерность распределени жидкости. Кроме того, за счет неравномерного орощени насадки существует проскок пара в в верхних сло х насадки. Цель изобретени - .повышение эффективности тепломассообмена путем направленного и однородного пленочного истечени жидкости. Поставленна цель достигаетс тем, что элемент дл - распределени жидкости в массообменной колонне, включаю пщй часть основани тарелки с р дами отверстий, под каждым из которых установлена отражательна пластина, последн снабжена отогнутой кверху кромкой, верхн часть которой выполнена по синусоидальному профилю с дли-ной волны., равной шагу отверстий. а лини соединени отражательной пла тины с основанием тарелки параллельна осевой линии р да отверстий. Пластина может быть выполнена изо нутой. Пластину целесообразно выполн ть продольно гофрированной или поперечно гофрированной. Целесообразно, чтобы отражательные пластины были расположены параллельно друг другу, по концентрическим окружност м или радиально. На фиг.1 изображен элемент дл ра пределени жидкости с односторонним сливом пленки, выполненный-с наклонн расположенной плоской пластиной, кро ки которой имеют синусоидальный профиль с длиной волны, равной шагу отверстий , и отогнуты вверх, в аксонометрии; на фиг.2 - то же, выполненный с плоской пластиной; на фиг.3 то же, выполненный с изогнутой пластиной; на фиг.4-- элемент с двухсторонним сливом, выполненный с плос кой пластиной, кромки которой имеют зубчатый профиль; на фиг.5 - то же, выполненный с продольно гофрированной изогнутой пластиной, отогнутые кромки которой имеют синусоидальный профиль; на фиг.6 - то же, выполненный с поПеречногофрированной плас тиной, причем шаг Гофр равен шагу отверстий; на фиг.7 - то же, выполненный с поперечногофрированной плоской пластиной, на фиг.8 - элемент с параллельным расположением пластин; на фиг.9 - то же, вид сверху; на фиг.10 - то же,с замкнуто параллельным расположением пластин} на фиг. 11 - то же, в котором пластины расположены по концентрическим окружност м; на фиг.12 - то же, в ко тором пластины расположены радиально . Элемент дл распределени жидкоети состоит из части основани тарелки 1 , в котором выполнен р д отверстий 2 дл перетока жидкости. Под отверсти ми 2 к основанию тарелки 1 прикреплена отражательна пластина 3 так, что лини соединени пластины с основанием параллельна осевой ли- НИИ р да отверстий и ее плоскость равноудалена от осевой Линии по всей длине пластины. Лини соединени пластины с основанием тарелки 1 обра зована либо непосредственным касанием с основанием тарелки 1 отражательной пластины 3 или ножки 4 (элемент с односторонним сливом .пленки), либо центрами штырей 5 или перегородок ,6 (элемент с двухсторонним сливом пленки). Отражательна пластина 3 выполнена с отогнутыми вверх кромками 7. Эти кромки имеют волнообразный синусоидальный или зубчатый профиль, причем длина волны или соответственно шаг зубчиков равен шагу отверстий в р ду. Кроме того, плоскость отражательной пластины 3 может иметь продольные 8 или поперечные 9 гофры, причем шаг поперечных гофр равен шагу отверстий в р ду. В перекрестноточном элементе дл распределени жидкости,выполненном со сливной планкой 10, котора образует с корпусом колонны 11 отверстие дл прохода паров 12, элементы отражательной пластины 3 расположены параллельными р дами. Расположение элементов параллельными р дами и расположение отверстий в р дах в шахматном пор дке полностью исключает проскок пара без контакта с жидкостью в зоне 13 ив верхних сло х насадки 14 (фиг.8 и 9). В противоточном элементе дл распределени жидкости, выполкеном с патрубками 15 (фиг. 11 и .12) дл прохода пара, отражательные пластины расположены по концентрическдав окружност м и радиально, т.е. сход щимис к центру основани р дами. Выбор оптимального расположени отражательных пластин определ етс конструкцией насадки. Устройство работает следующим образом . Жидкость, поступающа на основание тарелки 1, под действием гидростатического напора проходит череэ отверстие 2, образу струи. Струи жидкости растекаютс по плоскости отражательной пластины 3, -перекрыва сь между собой, и формируют сплошную пленку. Пленка жидкости,стекает по всему периметру слива пластины вниз. Выполнение кромок отражательной пластины волнообразными по синусоиде или зубчатыми, а также выполнение плоскости пластины поперечно-гофрированной исключает струеобразование в местах перекрыти пленок соседних отверстий и обеспечивает однородность пленки по толщине по всему периоду слива пластины.The invention relates to the design of distribution devices for liquids used in heat and mass transfer processes, and can be used to create irrigation nozzles in distillation and absorption columns that work in systems with counter and cross currents of the interacting phases. A distribution device is known, which consists of elements made in the form of bent tabs. L The disadvantage of the known device is the heterogeneity of the film outflow of liquid, since the film flowing down on the spring bar has a different thickness. In addition, the known element design does not allow the creation of a directional outflow of liquid over the surface of regular nozzles due to the curvilinear surface of the film. An element for distributing liquid in a mass exchange column, including the bottom part of the plate with rows of holes, is known. which is installed a reflective plate zj. Due to the unevenness of the plane of the tongue from the centerline of the row of holes, only a film-like jet is created which is not uniform in thickness over the entire perimeter of the drain. This is due to the fact that the inclination of the tongue in the direction of the jet movement increases the thickness of the film from the hole to the hole. Such fluid outflow is unacceptable for irrigation of regular nozzles, since the distribution of the fluid will be local and uneven. In the final as a result, the efficiency of heat and mass transfer will be low. The tongue, due to the perpendicular attachment, is prone to vibrations and vibrations, which leads to disruption of the film, outflow, as well as quick exit of the tab. The use of this element for irrigation of nozzles in the system of cross flow of steam and liquid does not exclude steam leakage without contact with liquid. This is due to the fact that when the films overlap between the tabs, a certain free zone is formed into which the vapor flow rushes, thereby deteriorating the uniform distribution of the liquid. In addition, due to uneven irrigation of the nozzle, there is a steam breakthrough in the upper layers of the nozzle. The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat and mass transfer by means of directional and uniform film flow of the liquid. This goal is achieved by the fact that the element for - distribution of liquid in the mass exchange column, includes the base of the plate with a series of holes, under each of which a reflective plate is installed, the latter is provided with an upwardly bent edge, the upper part of which is made along a sinusoidal profile with a long waves. equal to the pitch of the holes. The line of connection of the reflective plate with the base of the plate is parallel to the axial line of the row of holes. The plate can be made of naked. The plate is advantageously made longitudinally corrugated or transversely corrugated. It is advisable that the reflection plates are parallel to each other, in concentric circles or radially. Figure 1 shows an element for the distribution of a liquid with a one-sided discharge of a film, made with a flat plate with an inclined position, the edges of which have a sinusoidal profile with a wavelength equal to the pitch of the holes, and are bent upwards in perspective view; figure 2 is the same, made with a flat plate; figure 3 is the same, made with a curved plate; in Fig. 4--, an element with a double-sided discharge, made with a flat plate, the edges of which have a notched profile; figure 5 is the same, made with a longitudinally corrugated curved plate, the bent edges of which have a sinusoidal profile; Fig. 6 shows the same, performed with a Perekherfrirovannaya plate, with the Pitch of the corrugation equal to the pitch of the holes; FIG. 7 is the same with a transversely flat plate; FIG. 8 is an element with a parallel arrangement of plates; FIG. figure 9 is the same, top view; figure 10 is the same, with a closed parallel arrangement of the plates} in FIG. 11 - the same, in which the plates are arranged in concentric circles; Fig. 12 shows the same, in which the plates are located radially. The fluid distribution element consists of a bottom part of the tray 1, in which a series of openings 2 are provided for the flow of fluid. Under the holes 2, a reflective plate 3 is attached to the base of the plate 1 so that the line of connection of the plate with the base is parallel to the axial line of a number of holes and its plane is equidistant from the axial line along the entire length of the plate. The line of connection of the plate with the base of the plate 1 is formed either by direct contact with the base of the plate 1 of the reflecting plate 3 or the leg 4 (element with one-sided overflow of film), or by the centers of the pins 5 or partitions, 6 (element with double-sided discharge of the film). The reflection plate 3 is made with the edges 7. bent upwards. These edges have a wavy sinusoidal or gear profile, and the wavelength or the corresponding tooth pitch is equal to the pitch of the holes in the row. In addition, the plane of the reflective plate 3 may have longitudinal 8 or transverse 9 corrugations, with the transverse corrugation pitch being equal to the pitch of the holes in the row. In a cross flow element for distributing liquid, made with a drain bar 10, which forms an opening for passage of vapor 12 with the body of the column 11, the elements of the reflection plate 3 are arranged in parallel rows. The arrangement of the elements parallel to the rows and the arrangement of the holes in the rows in a checkerboard pattern completely exclude steam penetration without contact with the liquid in the zone 13 and in the upper layers of the nozzle 14 (Figures 8 and 9). In the countercurrent element for the distribution of liquid, which is popped with nozzles 15 (Fig. 11 and .12) for the passage of steam, the reflector plates are arranged in concentric circles and radially, i.e. converging to the center of the base rows. The selection of the optimal location of the baffle plates is determined by the nozzle design. The device works as follows. The fluid flowing to the base of the plate 1, under the action of hydrostatic pressure passes through the hole 2, to form a jet. The liquid jets spread along the plane of the reflective plate 3, overlapping each other, and form a continuous film. The film of liquid flows down the entire perimeter of the discharge plate down. Making the edges of the reflective plate wavy in a sinusoidal or serrated, as well as making the plane of the transversely-corrugated plate, eliminates flow formation at the overlap of films of adjacent holes and ensures uniform film thickness over the entire period of discharge of the plate.

Наличие продольных гофр на плоскости . пластины обеспечивает выравнивайие гидрЬдинамического напора: жидкости , тем самым обеспечивает плавное равномерное истечение пленки жидкости на поверхность насадок.The presence of longitudinal corrugations on the plane. The plate provides equal hydraulic pressure: liquid, thereby ensuring a smooth even flow of a film of liquid on the surface of the nozzles.

Таким образом, применение предлагаемого элемента распределени жидкое ти, выполненного в виде.отражательной пластины, прикрепленной параллельно осевой линии р да отверстий, кромки которой отогнуты вверх и имеют синусоидальный профиль, обеспечивает высокую эффективность тепломассобмена за счет, однороднрго и направленногй пленочного истечени жидкости на поверхность регул рных насадок , работающих в системах првтивои перекрестного тока взаимодействующих фаз.Thus, the application of the proposed liquid distribution element, made in the form of an reflective plate attached parallel to the center line of a series of holes, the edges of which are bent upwards and have a sinusoidal profile, provides high heat and mass transfer efficiency due to uniform and directed film outflow of the regulating surface. pnyh nozzles working in systems of cross-current interacting phases.

Фи,8Fi, 8

ИAND

Ц н 1Cn 1

sr:ssr: s

krkr

i h-N-i i hn i

ff

r Пr P

ffiLfh l-fh hr itUJ-fiffiLfh l-fh hr itUJ-fi

LffiJiriLffiJiri

iJ tiJ t

f §ilLf §ilL

I 41I 41

rr-PHrr-ph

IlLlA IJIlLlA IJ

M iiM ii

,1-1, 1-1

H-lHl

N LTHHN LTHH

JJ

JI 1Фиг . 9 JI 1Fig. 9

fT- IfT- I

I MI m

T jjiijtiif, T jjiijtiif

ж A I Ijti iTiWell A I Iti iTi

-|H -t I -b hrh - | H -t I -b hrh

|M:SI| M: SI

,-,, -,

lltTf hH kH f&S lltTf hH kH f & S

timiiit wjJiii Й|Г$timiiit wjJiii Y | G $

(fff/г./(fff / city /

//

Claims

- 1. ELEMENT FOR DISTRIBUTING LIQUID IN A MASS EXCHANGE COLUMN, comprising a part of the base of the plate with rows of holes, under each of which a reflective plate is installed, characterized in that, in order to increase the efficiency of heat and mass transfer in the conditions of protvo and cross current of the interacting phases by directional and uniform film flow of liquid, the reflective plate is provided with an upward bent edge, the upper part of which is made along a sinusoidal profile with a wavelength equal to the pitch of the holes, and I compounds of the baffle plate base plates parallel to the axial line of the row of holes.

8770

2. The element according to π.1, due to the fact that the reflective plate is made curved.

3. The element according to claim 1, characterized in that the reflective plate is longitudinally corrugated.

4. The element according to claim 1, about t and h a rant and th with the fact that the reflective plate is transversely corrugated.

5. The element according to π.1, with the fact that the upper edge of the reflective plate is serrated.

6. An element according to claims 1-5, characterized in that the reflective plates are parallel to one another. .

7. An element according to claims 1-5, wherein the reflective plates are arranged in concentric circles.

8. The element according to claims 1-5, with the fact that the reflective plates are located radially.