SU865308A2 - Контактна тарелка - Google Patents

Description

Изобретение относится к аппаратурному оформлению тепло-массообменных процессов в системах пар(газ) - жидкость, а именно к контактным устройствам, способным эффективно работать при повышенных нагрузках по газу и жидкости.

По основному авт. св. № 291718» известна контактная тарелка, используемая для проведения тепломассообменных процессов, в частности процессов абсорбции и ректификации. Эта тарелка состоит из приемного и сливного карманов и основания, на котором методом штамповки изготовлены ряды просечек. Каждая из просечек выполнена в виде язычка. Просечки расположены параллельно приемному и сливному порогам и в соседних рядах открываются в противоположных направления.Тарелка секционирована вдоль потока жид- . кости вертикальными перегородками. При работе устройства жидкость перемещается по полотну тарелки за счет . иг- .

разностей уровней у приемной и сливной перегородок.[1

Однако такая контактная тарелка при больших жидкостных нагрузках и значительной длине пути жидкостного потока в результате наличия градиента жидкости начинает работать неравномерно ( у приемной перегородки наблюдается провал жидкости, а вблизи сливного кармана ее унос), что влечет за собой снижение эффективности контактной тарелки в целом.

Цель изобретения - повышение пропускной способности тарелки по жидкости и эффективности ее работы.

Указанная цель достигается тем,что в контактной тарелке части отогнутых _; под углом к основанию тарелки просечных элементов, открывающиеся в сторону сливного кармана, дополнительно отогнуты вверх относительно плоскостей просечных элементов.

Такая отгибка части каждого просечного элемента позволяет получить дополнительную составляющую скорости газа, направленную в сторону сливного кармана.

Относительно простое усовершенствование просечек, которые при серийном. производстве изготовляются методом штамповки, не ведет к увеличению стоимости контактной тарелки, однако, как показали экспериментальные исследования, возникновение горизонтальной составляющей газа при наличии отогнутых частей на просечках приводит к увеличению пропускной способности тарелки по жидкости на 4050%. Одновременно на полотне тарелки уменьшается обратное перемешивание жидкости, что дает повышение общей эффективности.

На фиг, 1 изображена общая схема контактаэй тарелки; на фиг. 2 - то же, вид в аксонометрии; на фиг. 3 - отдельный элемент, вид сверху; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг, 5 вид Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг, 4.

Контактная тарелка включает основание I, снабжённое прорезями 2, язычковыми или прямоугольными просечками 3 и вертикальными перегородками 4, Имется приемный 5 и сливной 6 карманы. Просечка имеет отогнутый к основанию тарелки на угол οί. просечной элемент 7, часть просечного элемента 8, отогнутую вверх относительно его плоскости на угол β>·

Предлагаемая тарелка работает следующим образом,

Жидкость поступает на тарелку из . приемного кармана, а газ проходит через жидкость в виде струй встречного направления. Газовые струи и создаваемые ими направленные потоки жидкости интенсивно взаимодействуют друг с другом. Это приводит к активному вихреобразованию. Резко возрастают относительные локальные скорости взаимодействующих фаз, и складываются условия для интенсивного массо— обмена.

Основной газо (паро) жидкостной ⁵⁰ поток перемещается по полотну тарелки в сторону вертикальных секционирующих перегородок, ударяется о них, в результате происходит сепарация газа от капель и брызг жидкости. Газ поступает· 55 на вышележащую тарелку. Жидкость за счет использования определенной кинетической Энергии газовых(паровых) струй в результате отгибки части просечных элементов перемещается к сливному карману, где происходит ее дегазация, и, осветленная, она поступает 5 на нижележащую тарелку.

Наличие горизонтальной составляющей скорости газа обеспечивает увеличение пропускной способности тарелки по жидкости до 50%, а более равномер10 ное распределение жидкости по полотну тарелки позволяет увеличить производительность тарелки по газу (пару ) на 15-20%. Кроме того, на предлагаемой конструкции тарелки уменьшается 15 обратное перемешивание жидкости,что обеспечивает увеличение общей эффективности разделения.

Отмеченные достоинства были подтверждены экспериментальным исследова20 кием, проведенным на системе воздухвода в лотковой колонне 350x1200 мм на тарелках равного свободного сечения 7,8%. Тарелки имели следующие размеры прямоугольных просечек: ширину основания V“25 мм, размер язычка W«25 мм, угол отгибки просечки к полотну тарелки “30°, угол боко->

вой отгибки просечки изменялся от 15 до 45°.

Сопоставительное исследование уноса с предлагаемой конструкции тарелки и с известной показали,что при межтарельчатом расстоянии 450 мм предельный унос жидкости, равный 10%, на известных тарелках наступает при скорости газа 2,3 м/с_гв то время как на , предлагаемой конструкции при угле р ^s 2СРэта скорость составила 2,7 м/с.

Исследования также показали,что известная конструкция была работоспособна до нагрузок по жидкости на единицу длины слива l/ °50 м/ч, так как при дальнейшем увеличении нагрузки наблюдался высокий гидравлический градиент по длине пути жидкости от приемного к сливному карманам. На предлагаемой конструкции резкого возрастания гидравлического градента не :наблюдалось ( даже при нагрузках V “ 80 м/ч\ тарелка работала устойчиво.

Claims (1)

1. (54)КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА Изобретение относитс  к аппаратур ному оформлению тепло-массообменнык процессов в системах пар(газ) - жидкость , а именно к контактным устройствам , способным эффективно работать при повышенных нагрузках по газу и жидкости, По основному авт. ев, № 291718г известна контактна  тарелка, использ ема  дл  проведени  тепломассообменпых процессов, в частности процессов абсорбции и ректификации. Эта тарелка состоит из приемного и сливного карманов и основани , на котором методом штамповки изготовлены р ды про сечек. Кажда  из просечек выполнена в виде  зычка. Просечки расположены параллельно приемному и сливному порогам и в соседних р дах открываютс  в противоположных направлени ,Тарелка секционирована вдоль потока жидкости вертикальными перегородками. При работе устройства жидкость перемещаетс  по полотну тарелки за счет разностей уровней у приемной и сливной перегородок. Однако така  контактна  тарелка при больших жидкостньГх нагрузках изначительной длине пути жидкостного потока в результате наличи  градиента жидкости начинает работать неравиомерно ( у приемной перегородки наблюдаетс  провал жидкости, а вблизи сливного кармана ее унос), что влечет за собой снижение эффективности контактной тарелки в целом. Цель изобретени  - повьштение пропускной способности тарелки по жидкости и эффективности ее работы. Указанна  цель достигаетс  тем,что в контактной тарелке части отогнутых : под углом к основанию тарелки просечных элементов, открывающиес  в сторону сливного кармана, дополнительно отоглуты вверх относительно плоскостей просечных элементов. Така  отгибка части каждого просечного элемента позвол ет получить дополнительную составлдаощую скорости газа, направленную в сторону сливного кармана. Относительно простое ycoBepffleffствование просечек, которые при се ,рийном. производстве изготовл ютс  методом штамповки, не ведет к увеличению стоимости контактной тарелки однако, как показали экспериментальные исследовани , возникновение горизонтальной составл ющей газа при наличии отогнутых частей на просечках приводит к увеличению пропускной способности тарелки по жидкости на 4050% . Одновременно на полотне тарелки уменьшаетс  обратное перемешивание жидкости, что дает повышение общей эффективности, На фиг, 1 изображена обща  скема контактаэй тарелки; на фиг. 2 - то ж вид в аксонометрии; на 4иг. 3 - отдельный элемент, вид сверху; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг, 5 вид Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 4. Контактна  тарелка включает основ ние 1, снабжённое прорез ми 2,  зычко выми или пр моугольными просечками 3 и вертикальными перегородками 4, Име с  приемный 5 и сливной 6 карманы. Просечка имеет оТогиутый к основанию тарелки на угол о просечной элемент 7, часть просечного элемента 8, отогнутую вверх относительно его пло . кости на угол ft. Предлагаема  тарелка работает еле ) цую1цим образом, Жидкость поступает на тарелку из приемного кармана, а газ проходит через жидкость в виде струй встречного направлени . Газовые струи и создаваемые ими направленные потоки жидкости интенсивно взаимодействуют друг с другом. Это приводит к активн му вихреобразованию. Резко возрастают относительные локальные скорости взаимодействующих фаз, и складываютс  услови  дл  интенсивного масс обмена. Основной газо (паре) жидкостной поток перемещаетс  по полотну тарелк в сторону вертикальных секционирующи перегородок, удар етс  о них, в резу тате происходит сепараци  газа от ка пель и брызг жидкости. Газ. поступает на вышележащую тарелку. Жидкость за, счет использовани  определенной кине тической Энергии газовых паровых) труй в результате отгибки части просечных элементов перемещаетс  к сливному карману, где происходит ее дегазаци , и, осветленна , она поступает на нижележащую тарелку. Наличие горизонтальной составл юей скорости газа обеспечивает увеличение пропускной способности тарелки по жидкости до 50%, а более равномерное распределение жидкости по полотну тарелки позвол ет увеличить производительность тарелки по газу (пару) на 15-20%. Кроме того, на предлагаемой конструкции тарелки уменьшаетс  обратное перемешивание жидкости,что обеспечивает увеличение общей эффективности разделени . Отмеченные достоинства были подтверждены экспериментальным исследованием , проведенным на системе воздухвода в лотковой колонне 350x1200 мм на тарелках равного свободного сечени  7,8%. Тарелки имели следующие размеры пр моугольных просечек: ширину основани  Ve25 мм, размер  зычка мм, угол отгибки просечки к полотну тарелки о , угол боковой отгибки просечки измен лс  от 15 ДО 45°. Сопоставительное исследование уноса с предлагаемой конструкции тарелки и с известной показали,что при межтарельчатом рассто нии 450 мм предельный унос жидкости, равный 10%, на . известных тарелках наступает при скорости газа 2,3 м/С; в то врем  как на предлага&юй конструкции при угле |) 2СРзта скорость составила 2,7 м/с. Исследовани  также показали,что известна  конструкци  была работоспособна до нагрузок по  аздкости на единицу длины слива Ь 50 м/ч, так как при дальнейшем увеличении нагрузки наблюдалс  высокий гидравлический градиент по длине пути жидкости от приемного к сливному карманам. На предлагаемой конструкции резкого возрастани  гидравлического градеита не : наблодалось ( даже при нагрузках U 80 м/чХ тарелка работала устойчиво. Формула изобретени  Контактна  тарелка по авт. св. 1 291718, отличающа с  тем, что, с целью повшоеии  пропускной способности тарелки по жидкости и эффективности ее работы, части отог