КОНТАКТНО-СЕПАРАЦИОННАЯ ТАРЕЛКА Российский патент 1994 года по МПК B01D3/26 

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов тепломассообмена между газом и жидкостью и может быть использовано в химической, газовой, нефтеперерабатывающей, коксохимической и других отраслях промышленности для абсорбции, ректификации и десорбции.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет улучшения равномерности орошения.

На фиг. 1 - показана тарелка; на фиг.2 - тангенциальные вводы для жидкости; на фиг.3 - контактно-сепарационный элемент.

Контактно-сепарационная тарелка состоит из горизонтального основания 1, сквозь которое проходят контактно-сепарационные элементы 2 (на чертежах показан только один КСЭ). Каждый КСЭ закреплен в основании тарелки своей средней частью, например, с помощью сварки 3. Цилиндрическая часть 4 корпуса КСЭ имеет над основанием тангенциальные вводы 5 для закручивания жидкости в сторону вращения газового потока, а под основанием тангенциальные вводы 6 для газа, которые могут выполняться в виде отогнутых внутрь или наружу просечек или арочных прорезей. Корпус КСЭ заканчивается вверху открытым срезом 7, а нижняя его часть имеет сигарообразное или коническое сужение 8, заканчивающееся сливным отверстием 9.

Тангенциальные вводы для жидкости 5 и газа 6 могут быть направлены вниз (фиг. 2) под углом α от 15 до 65^о.

Кроме того в части 4 корпуса КСЭ между вводами 6 для газа могут быть сделаны перфорационные отверстия 10 диаметром 1-3 мм, в то время как ширина тангенциальных арочных вводов может составлять от 4 до 20 мм. На фиг. 3 показан вариант основания 1 тарелки с отдельными отверстиями 11. Корпус КСЭ выполнен из двух частей, сваренных в месте 12 над основанием 1. Верхняя часть КСЭ заканчивается диафрагмирующим элементом 13, а внутри установлен тонкостенный цилиндр 14, прикрепленный к корпусу точечными опорами, нижний край которого расположен выше веpхнего ряда тангенциальных вводов газа, а верхний край опущен по отношению к верхнему краю корпуса контактно-сепарационного элемента, образуя сепарационный разрыв 15 и кольцевой зазор 16 для отвода отсепарированной жидкости. В нижней части цилиндр имеет развальцовку 17, образующую гидрозатворное сужение 18, и заканчивается открытыми срезами 19 и 20. Крепление цилиндра 14 к корпусу КСЭ осуществляется на точечных опорах 21, которые могут иметь форму сферических вмятин в сопрягаемых деталях, сваренных точечной сваркой.

Под сливным отверстием 9 на кронштейне 22 установлена экранирующая перегородка 23, которая имеет борт 24 и отверстие 25.

Как вариант возможно выполнение КСЭ с арочными чешуйками на участке ниже основания тарелки с отгибом их внутрь, проходной канал которых ориентирован вниз под углом 15-65^о к продольной оси элемента. Это облегчает монтаж КСЭ на основании и способствует интенсификации массообмена за счет турбулизации фаз. Однако по технологии изготовления корпус ЕСЗ удобнее делать с тангенциальными вводами, отогнутыми наружу. В средней части контактно-сепарационного элемента выполнены опорные выступы, а нижняя часть элемента имеет сигарообразное или коническое сужение, заканчивающееся центральным отверстием для слива жидкости. Арочные чешуйки на участке ниже основания тарелки отогнуты внутри корпуса КСЭ, а над полотном тарелки наружу.

Контактно-сепарационная тарелка работает следующим образом.

Поток жидкости поступает на основание 1 и образует слой определенной высоты. Под действием гидростатического напора жидкость поступает внутрь КСЭ через тангенциальные вводы 5 и вращающейся пленкой стекает к отверстию 9, через тангенциальные вводы 6 газ поступает внутрь КСЭ, пронизывая жидкость и заставляя ее вращаться. Порции газа через отверстия 10 барботируют через жидкость, а газ, поступающий через вводы 6, дробит жидкость на капли. Так что в зоне контакта фаз получается смесь капель и пены, вращающаяся поступающим на контакт газом и стекающая вниз. Проконтактировавший газ уходит через срез 7. Проконтактировавшая с газом жидкость поступает через отверстие 9 на основание нижерасположенной тарелки, а газ уходит через верхний срез 7.

Наклон вводов 6 вниз (фиг. 2) способствует проталкиванию жидкости вниз, что позволяет работать при больших нагрузках по жидкости. При прохождении газа с каплями жидкости через цилиндр 14 в сепарационном разрыве 15 под действием центробежных сил отделяются капли, оседают на внутренней стенке корпуса КСЭ и стекают по зазору 16. Проконтактировавший газ, отсепарированный от капель, уходит на вышерасположенную ступень.

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов тепломассообмена между газом и жидкостью и может быть использовано в химической, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности для абсорбции, ректификации и десорбции. Контактно-сепарационная тарелка содержит горизонтальное основание с закрепленными на нем контактно-сепарационными элементами(КСЭ) в виде полых тонкостенных вертикальных цилиндров с тангенциальными вводами для закручивания газа на участке под тарелкой, вводы жидкости выполнены в виде тангенциальных прорезей над тарелкой в корпусе КСЭ, а внутри КСЭ с коаксиальным зазором установлен тонкостенный цилиндр, прикрепленный к корпусу точечными опорами, нижний край которого расположен выше верхнего ряда тангенциальных вводов газа, а верхний край опущен по отношению к верхнему краю корпуса КСЭ с образованием кольцевого сепарационного разрыва, ограниченного внутренней стенкой корпуса КСЭ, и выступающей навстречу цилиндру нижней кромкой диафрагмирующего элемента, закрепленного на верхнем срезе корпуса. Тангенциальные вводы контактно-сепарационного элемента выполнен в виде отогнутых арочных чешуек, проходной канал которых ориентирован вниз под углом 15 - 65° к продольной оси элемента, нижняя часть элемента имеет сигарообразное или коническое сужение, заканчивающееся центральным отверстием для слива жидкости. За сливным отверстием в КСЭ установлена экранирующая сплошная или перфорированная перегородка. Арочные чешуйки на участке ниже основания тарелки отогнуты внутри корпуса контактно-сепарационного элемента, а над полотном тарелки наружу. При этом на участке под тарелкой часть поверхности контактно-сепарационных элементов между тангенциальными вводами выполнена с перфорированными отверстиями диаметром 1 - 3 мм. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. КОНТАКТНО-СЕПАРАЦИОННАЯ ТАРЕЛКА тепломассообменного аппарата для систем газ-жидкость, содержащая горизонтальное основание с закрепленными на нем контактно-сепарационными элементами в виде полых вертикальных цилиндров с тангенциальными вводами для закручивания газа на участке под тарелкой, внутри цилиндров с зазором установлен коаксиально дополнительный цилиндр, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшения равномерности орошения, тангенциальные вводы выполнены в виде отогнутых арочных чешуек, проходной канал которых ориентирован вниз под углом 15 - 65^o к продольной оси элемента, при этом дополнительный цилиндр прикреплен к корпусу точечными опорами, нижний край которого расположен выше верхнего ряда тангенциальных вводов газа, а верхний край опущен по отношению к верхнему краю корпуса контактно-сепарационного элемента с образованием кольцевого сепарационного разрыва, ограниченного внутренней стенкой корпуса элемента и выступающей навстречу цилиндру нижней кромкой диафрагмирующего элемента, закрепленного на верхнем срезе корпуса элемента. 2. Тарелка по п.1, отличающаяся тем, что арочные чешуйки на участке ниже основания тарелки отогнуты наружу корпуса контактно-сепарационного элемента, а над полотном тарелки - внутрь. 3. Тарелка по п.1, отличающаяся тем, что в средней части контактно-сепарационного элемента выполнены опорные выступы, а нижняя часть элемента имеет сигарообразное или коническое сужение, заканчивающееся центральным отверстием для слива жидкости. 4. Тарелка по п.1, отличающаяся тем, что горизонтальное основание перфорировано и контактно-сепарационный элемент снабжен экранирующей сплошной или перфорированной перегородкой, установленной за сливным отверстием. 5. Тарелка по п.1, отличающаяся тем, что на участке под тарелкой часть поверхности контактно-сепарационных элементов между тангенциальными вводами выполнена перфорированной отверстиями диаметром 1 - 3 мм.