SU856481A1 - Клапанна тарелка ректификационной колонны - Google Patents

Description

(54) КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА РЕКТИФИКАЦИОННОЙ

1

Изобретение относитс  к устройствам, создающим контакт между паром (газом) и жидкостью и используетс  в ректификационных колоннах, раздел ющих смеси в химической, нефтехимической и пищевой промыщленности.

Известна ректификационна  колонна с колпачковыми и клапанными устройствами, колпачковое устройство которой состоит непосредственно из колпачка, представл ющего из себ  чашевидную деталь, и парового патрубка, причем колпачок неподвижно крепитс  над патрубком. Пар из нижележащей тарелки через патрубок попадает во внутреннюю полость колпачка и, вытеснив оттуда жидкость, через нижнюю кромку поступает на тарелку. Клапанное устройство состоит из клапана, свободно движущегос  вверх и вниз по Направл ющему щтоку над отверстием тарелки, через которую поступает пар. При поступлении пара клапан приподнимаетс  и пар пропускаетс  на тарелку. С увеличением расхода пара высота подъема клапана увеличива.етс , т. е. определенному расходу пара соответствует определенное положение клапана 1.

КОЛОННЫ

Недостатками указанного устройства  вл етс  создание стационарного (установившегос ) потока пара (газа) на тарелку, т.е. пар беспрерывно с определенной скоростью поступает на тарелку; уменьщение эффективности контакта фаз из-за наличи  больших пузырьков или струй пара в жидкости; по вление застойных зон из-за плохого смещени  жидкости.

Известно устройство, содержащее тарелку , основание с клапанами, выполненными в виде вращающего колпачка с ограничител ми подъема, фиксаторами, который имеет лопатки 2.

Недостатком указанного устройства  вл етс  то, что оно работает в стационарТном режиме прохождени  пара, что приводит к неэффективному массообмену жидкости , вызывающему застойные зоны.

Известна клапанна  тарелка, включающа  вращающийс  клапан с отверсти ми и основание с отверсти ми. При вращении клапана возникает периодически прерываемый газовый поток, т. е. прорыв газовой фазы. При этом происходит чередование совмещени  отверстий и их перекрытие 3.

Через контактное устройство такой тарелки проходит парова  и жидка  фаза.

Известна также клапанна  тарелка ректификационной колонны, включающа  патрубок и подвижный элемент с отверсти ми дл  прохода пара, совпадающими при его перемещении с отверсти ми в патрубке 4.

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность регулировани  пульсации колпачка с определенной амплитудой, завис щей от технологических параметров колонны, и наличие мертвых зон на тарелке.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса за счет дополнительной пульсации.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в клапанной тарелке, содержащей патрубок и подвижный элемент с отверсти ми дл  прохода пара, стенка патрубка выполнена с канавкой пилообразной формы, соединенной с отверсти ми.

Подвижный элемент выполнен в виде колпачка с фиксатором и установлен снаружи патрубка. Колпачок установлен с возможностью вращени  вокруг вертикальной оси, а верхн   часть колпачка снабжена резьбовым стержнем с грузом.

На фиг. 1 показана клапанна  тарелка при открытом положении колпачка, общий вид; на фиг. 2 - то же, при закрытом положении колпачка; на фиг. 3 - поверхность патрубка.

Устройство включает тарелку 1, патрубок 2, фиксатор 3, подвижной колпачок 4, который совершает возвратно-поступательное движение с вращением вокруг оси, груз 5, регулирующий амплитуду пульсаций колпачка, лопасти 6 тарелки 1, соединительные болты 7, выемки 8 в теле колпачка .

Патрубок содержит отверсти  9 и 10 в виде замкнутой фасонной канавки 11 пилообразной формы, выемки 12 и 13 на поверхности патрубка, сквозные отверсти  14, соедин ющие внутренние поверхности патрубка с внутренней выемкой колпачка , отверстие, соедин ющее внутреннюю выемку колпачка с пространством 15 тарелки.

Клапан работает следующим образом.

При поступлении пара в полость между патрубком и подвижным клапаном происходит увеличение давлени . Когда давление достигает величины Д1, необходимой дл  преодолени  веса подвижного колпачка 4, последний, поворачива сь, поднимаетс , и в верхнем конечном положениии (фиг. 1) соедин ет через выемку 8, отверсти  9 и 10 на теле патрубка.

В результате этого происходит выхлоп пара через выемку 8 и отверсти  9 и 10 (фиг. 1) и жидкости, имеющейс  на тарелке 1.

При этом давление в полости патрубка падает до Д2 и колпачок 4 под действиемсилы т жести, враща сь возвращаетс  в крайнее нижнее положение.

В результате отсоедин ютс  отверсти  9 и 10 (фиг. 2), и закрываетс  выход пара из патрубка, причем Л1 Д2.

Далее происходит новое увеличение давлени  и новый выхлоп. Это действие, повтор  сь , приводит к созданию пульсирующего режима в колонне.

Кроме того, при возвратно-поступательном движении колпачка 4 лопасти 6 смешивают жидкость.

Следует отметить, что движение подвижного колпачка 4 в крайнее верхнее и нижнее положени  регулируетс  фиксаторами 3, вставленными в тело подвижного колпачка 4, концы которых вход т в канавку 11 пилообразной формы патрубка.

Благодар  такой конструкции можно создавать пульсации любой амплитуды, измен   вес подвижного колпачка.

Опытный экземпл р предлагаемого устройства , прошедший лабораторные испытани , показал, что в процессе работы устройства происходит сильное раздробление больших пузырьков на маленькие и увеличиваетс  рассто ние, проходимое пузырьками в жидкости из-за пульсаций расхода, пара на тарелке, что приводит к увеличению поверхности и времени контакта между фазами. Посто нна  пульсаци  расхода пара позвол ет лучше перемещать фазы на тарелке и уменьшить застойные зоны. Кроме того, интенсифицируетс  массообмен, т. е. при увеличении давлени  увеличиваетс  конденсаци  т желых-компонентов, а приуменьшении давлени  увеличиваетс  испарение легких компонентов из жидкости в пар, что приводит к значительно большему обогашению паровой фазы.

Claims (4)

1.Клапанна  тарелка ректификационной колонны, содержаща  патрубок и подвижный элемент с отверсти ми дл  прохода пара, совпадающими при его перемещении с отверсти ми в патрубке, отличающа с  тем, что, с целью интенсификации процесса за счет дополнительной пульсации, стенка патрубка выполнена с канавкой пилообразной формы, соединенной с отверсти ми.

2.Тарелка по п. 1, отличающа с  тем, что подвижный элемент выполнен в виде колпачка с фиксатором и установлен снаружи патрубка.

3.Тарелк1а по п. 2, отличающа с  тем, что колпачок установлен с возможностью вращени  вокруг вертикальной оси.

4. Тарелка по пп. . и 3, отличающа с  тем, что верхн   часть колпачка снабжена резьбовым стержнем с грузом.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., «Хими , 1971, с. 23-27.

2.Клапанные тарелки ректификационных и абсорбционных аппаратов. М., ЦНИИТЭИПищепром, 1971, с. 10.

3.Авторское свидетельство СССР № 454034, кл. В 01 D 3/30, 1973.

4.Авторское свидетельство СССР № 424575, кл. В 01 D 3/30, 1972.