SU952284A1 - Тепломассообменна тарелка - Google Patents

Description

(54) ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относитс  к устройствам дл  контактировани  газа (пара ) и жидкости и может найти применение в массо-теплообменных аппаратах дл  процессов абсорбции, ректификации , дистилл ции и др.

Известна тепломассорбменна  тарелка , состо ща  из параллельно установленных пластин с отогнутым верхним краем, разделенна  на участки с противоположным наклоном пластин, и переливное устройство l .

Однако известна  конструкци  малоэффективна  вследствие того, что имеют место перемешивание жидкости на тарелке в результате ее рециркул ции и малоинтенсивный контакт фаз из-за однонаправленного движени  газа (пара) и жидкости по тарелке.

Кроме того, тарелка имеет низкую пропускную.способность по газу (пару ) , так как при высоких скорост 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 резко возрастает сопротивление тарелки и унос жидкости с нее.

Цель изобретени - - повысить эффективность тепломассообмена и пропускную способность.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что тепломассообменна  тарелка, состо ща  из параллельно установленных пластин с отогнутым верхним краем,

10 разделенна  на участки с противопрложHfciMнаклоном пластин, и переливного устройства, снабжена продольными перегородками , раздел ющими ее на центральный и периферийные участки, а

15 переливное устройство снабжено по ширине центрального участка тарелки. сужающимс  книзу переливным каналом, задн   стенка которого установлена с наклоном, а остальные - вертикаль20 но при этом периферийные участки переливного уст|: ойства выполнены заглушенными .

Целесообразно периферийные участки переливного устройства снабдить

25 пластинами, установленными с наклоном к переточному каналу и перекрывающими их.

Целесообразно снабдить тарелку жалюзийными элементами, лстановленны- 0 ми между каждыми двум  соседними пластинами и соедин ющими верхнюю часть одной пластины с нижней частыо последуюа1ей пластины, при этом в смежных р дах жалюзийные элементы расположены под углом друг к другу 40-120. На фит.1 изображена пр моточна  пластинчата  тарелка в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на-фиг. на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - переливное устройство в изометрии; на .5 - узел 1 на фиг,2; на фиг.б - 8 - варианты кон структивного исполнени  жалюзийных элементов; на фиг,9 - общий вид в изометрии. Пр моточна  пластинчата  тарелк составленна  из параллельно устано ленных наклонных пластин 1 с отогн тым верхним краем, разделена двум  перегородками 2 на участки; централ ный 3 и два периферийных 4, Перели ное устройство 5 тарелки содержит вертикальную стенку.6,.расположенну по всему периметру его, и нагслонно ступенчатое днище 7. Боковые част переливного устройства 5, примыкающ к периферийным участкам 4 рабочего полотна тарелки, имеют наклон ступенчатого днища 7 к центру перелив ного устройства, а центральна  часть выполнена с наклоном ступенч того днища 7 к центру тарелки. При этом нижний край центральной части наклонного ступенчатого днища 7 и центральна  часть вертикальной стен ки 6 переливного устройства образуют отверстие 8 дл  стока,жидкости. В зазоре между каждыми двум  соседними наклонными пластинами 1 установлен р д жалйзийных элементов 9 соедин ющих верхнюю часть одной пла тины с нижней частью последующей пластины. Элементы в смежных р дах расположены под углом 40-120°. Жалюзийные элементы 9 могут быть выполнены илизаодно с пластиной (при изготовлении элементов из пластМассы , фиг.6), или в виде отдельных шта пованных деталей (при изготовле нии их из жести фиг.7), которые кре  тс  к пластине электроконтактной сваркой, Край рабочего полотна тарелки, расположенный против переливного устройства, снабжен наклонной переливной планкой 10. На нерабочей сегментной части 11 тарелки напротив центрального участка установлен отбойна  переорородка 12, Тарелка работает следующим обра ,зом. Таз или пар поступает снизу колонны и проходит со скоростью 1040 м/с через зазоры между наклонным пластинами 1. При этом он делитс  жалюзийными элементами 9 на отделькые потоки, направлени  которых в соседних р дах повернуты один к другому на угол 40-120 . В зоне контакта фаз потоки соседних р доЬ взаимодействуют, и за счет кинетической энергии газа происходит дробление жидкости, вытекающей с определенной скоростью из переливного устройства, и турбулизаци  потоков. Газ увлекает капли жидкости, создава  высокотурбулизированный газо-Чпаро ) - жидкостный поток, по центральному участку 3 к отбойной перегородке 12. Здесь газо- (паро) жидкостный поток делитс  отбойной перегородкой 12 на две равные части, причем кажда  кз них мен етсвое направление на 180 . Капли жидкости на отбойной перегородке 12 эффективно сепарируютс  за счет гравитационных и центробежных сил, возникающих при резком изменении направлени  потока газа (пара), и стекают на нерабочую сегментную часть 11 тарелки. Газ попадает в периферийныеучастки 4 и только потом поступает на вьшележащую тарелку. Далее жидкость переливаетс  через наклонную переливную планку 10 на контактную поверхность периферийных участков 4 и диспергируютс . В конце рабочих периферийных участков 4 в результате резкого изменени  направлени  газа (пара) весь, поток распыленных капель под действием центробежных и гравитационных сил эффективносепарируетс  в результате касательного удара их о стенку над переливным устройством. При этом на стенке образуетс  слой жидкости , который двига сь по ней вперед вниз , попадает на наклонное ступенчатое днище 7 центральной части переливного устройства и, соедин  сь с жидкостью, стекающей с его боковых частей, перетекает на нижележащую тарелку. Больша  часть газового (парового) потока, измен   резко направление движени , попадает в центральный участок 3 рассматриваемой тарелки и только потом на вышележащую тарелку. Меньша  часть поступает сразу на вышележащую тарелку. Таким образом, в конце рабочих участков тарелки создаетс  благопри тна  гидродинамическа  обстановка, преп тствующа  возникновению уплотненных зон, неравномерности распределени  газовой фазы по рабочему сечению тарелки, а также вторичному брызгоуносу, за счет резкого изменени  направлени  движени газо - (паро)- жидкостного потока в конце рабочих участков. Проверка работы пр моточной пластинчатой тарелки проводилась, на опытном стенде. В .колонне стенда

дигиметром 3000 мм устанавливалось три, тарелки с межтарельчатым рассто нием 400 мм. Свободное сечение рабочего полотна тарелки составл ло 0,17 . Испытание проводили на системе вода - воздух при; скорости воздуха от 1/5 до 4,О м/с на рабочую площадь тарелки и расходе жидкости до 88 MVM.4. Осуществимый унос жидкости на вышележащую тарелку (свыше0,1 кг/кг) начиналс  при скорост х воздуха свыше 3,5 м/с.

Сопротивление тарелки при нагрузке по жидкости 8,4 .ч. дл  скоростей- воздуха 1,5-3,5 м/с измен етс  в пределах 12-42 мм.вод.ст. С ростом нагрузки по жидкости сопротивление тарелки возрастает. Так при нагрузке по жидкости 68 MVM.4 сопротивление тарелки дл  тех же скоростей измен етс  в пределах 2156 мм.вод.ст. Тарелка показала высокую разделительную способность. Так, при десорбции углекислого газа из воды ее КПД составл л 90-92% при нагрузке по жидкости 8,4 м дл  скоростей воздуха 1,5-3,5 м/с и 83-86% при нагрузке по жидкости 68 .ч дл  тех же скоростей.

Предлагаема  тарелка эффективна в работе, чем пластинча  тарелка с рециркул цией жидкости за счет того, что

исключаетс  перемешивание жидкости на тарелке, но при этом запас ее на последней сохран етс , так .как удлин етс  путь прохождени  жидкости;

увеличиваетс  интенсивность взаимодействи  фаз, св занна  с изменением , направлени  газо - (паро) жидкостных потоков на тарелке;

достигаетс  более равномерное распределение газовой (паровой) , фазы по поперечному сечению колонны .

Предлагаема  тарелка имеет высокую пропускную способность по газу (пару), что обеспечиваетс  применением переливного устройства с наклонным ступенчатым днищем и эффективной сепарацией жидкости из газо - (паро) - жидкостного потока при резком изменении направлени  его движени  в конце рабочих участков тарелки.

Claims (3)

1. Тепломассообменна  тарелка, состо ща  из параллельно установленных пластин с отогнутым верхним краем, разделенна  на участки с противоположным наклоном пластин , и переливного устройства,

отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности тепломассообмена и пропускной способности , тарелка снабжена продольными перегородками, раздел кицими ее на центральный и периферийные участки , а переливное устройство снабжено по ширине центрального участка тарелки сужающимс  книзу переливным

каналом, задн   стенка которого установлена с наклоном, а остальные вертикально , при этом периферийные участки переливного устройства выполнены заг лушеннЕлми.

2. Тарелка поп.1, отличающа с  тем, что периферийные участки переливного устройства снабжены пластинами, установленными с наклоном к переточному каналу и перекрывающими их.

3. Тарелка поп.1, отличающа с  тем, что она снабжена жалюзийными элементами, установленными между каждыми двум  соседними пластинами и соедин ющими верхнюю часть одной пластины с нижней частью последующей пластины, при этом в смежных р дах жалюзийные элементы расположены под углом друг к другу 40 2°°Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 416098, кл. В 03 D 1/24, 10.02.69.

Г

TS f

ч

;/

Фиг. 6

Фиг,.Ь

Фи1.1