Клапанная тарелка Советский патент 1983 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к контактн устройствам массоообменных аппарато для проведения процессов абсорбции, ректификации в химической и нефтехи мической промышленностях. Известна клапанная провальная тарелка, содержащая полотно с отвер тиями и размещенные над отверстиями дисковые или пластинчатые перфориро ванные клапаны с ограничителями под ма и выступами, образующими начальный зазор 11. Недостатком этой конструкции является относительно низкая интенсив ность контактирования фаз вследствие прямолинейности движения газово (паровой) фазы по высоте аппарата, что снижает время контакта фаз и уменьшает тем самым эффективность работы тарелки. Известны тарелки массообменных аппаратов, в.которых клапаны установлены внутри жестко закрепленных над отверстиями в полотне тарелки перфорированных или с профилированными завихрителями на боковой поверхности цилиндрических патрубков С21, Недостатками этих конструкций яв ляется сложность изготовления, повы шенные требования на горизонтальность установки тарелки (возможны перекосы и заклинивания клапанов при работе), а также возможность образования застойных зон жидкости в результате ее задержки на тарелке из-за противоположного направления движения потоков газа () из перфорированных патрубков и жидкости, вследствие чего использование подобных конструкций клапанных устройств на тарелках с переливом /в условиях перекрестно-прямоточного движения фаз является малоэффективным. Известна клапанная тарелка, содержащая перфорированное полотно, в отверстиях которого помещен клапа снабженный расположенными под ним пластинами, концы которых размещены в перфорациях полотна тарелки З. Недостатками этого устройства яв ется слабая интенсивность закручива ния газового потока,сложность KOHCT рукЦии перфорированного полотна тарелки, отсутствие контакта газа с жидкостью над клапаном. Цель изобретения - интенсификация массообмена, расширение диапазо на устойчивой эффективной работы за счет придания врсвдательного движения фазам. . Указанная цель достигается тем, что в клапанной тарелке, содержащей полотно с отверстиями, над которыми установлены дисковые клапаны с рас;положеиными, под ними пластинами., ограничители подъема клапанов,пластины выполнены с криволинейным профилем. Клапан выполнен с радиальными вырезами, кромки которых отогнуты под острым углом к плоскости тарелки, и направлены в сторону, противоположную направлению пластин. На фиг, 1 схематически изображена предлагаемая тарелка, разрез; на фиг. 2 - вид сверху. Тарелка содержит полотно 1 с отверстиями 2, над которыми расположены дисковые клапаны 3 с профилированными пластинами 4, радиальными вырезами 5, отогнутыми под острым углом к плоскости тарелки, и направляющими ножками б с ограничителями 7 подъема. . Тарелка работает следующим образом. При низких нагрузках газовый (паровой) поток, поступающий на тарелку, барботирует через радиальные вырезы 5 и начальный кольцевой зазор между клапаном 3 и полотном тарелки, образованный профилированными пластинами 4. Жидкость стекает через этрт же зазор на нижерасположенную тарел- ку, Тое„ тарелка начинает работать как о-бычная провальная, что расширяет диапазон ее устойчивой работы в сторону малых нагрузок по газу. По. мере увеличения скорости газа (пара) клапаны начинают Подниматься, увеличивая свободное сеч-ение тарелЙ о Газовый (паровой) поток, проходя между пластинами, закручивается, что способствует равномерной подаче его в активный объем, диспергируя и увлекая за собойжидкость, придает ей в ращение вокруг кл-апана, в результате чего на тарелке формируется высокотурбулизованный устойчивый газожидкостный слой пены в виде быстро движущихся пленок и струй жидкости, тесно перемешанных с пузырьками и струями газа,и обеспечивается большая удельная поверхность контакта фаз в единице объема. При этом, благодаря подвижности пены, образуется непрерывное обновление поверхности контакта, а следовательно, снижаются диффузионные сопротивления и повышаются скорости процессов. Придание газовому (Паровому) потоку направленного движения, параллельного плоскости тарелки, снижает унос жидкости при больших его скоростях в сечении аппарата, одновременно увеличивая время контакта фаз по высоте барботажного слоя, что позволяет повысить производительность :Еарелки и ее эффективность в широком ;з иапазоне изменения нагрузок по газу (пару). В то же время газовый (паровой) поток, проходя через радиальные вырезы, отогнутые под острым углом к

плоскости тарелки, закручивает, вовлекая в процесс контактирования, жидкость, расположенную непосредственно над клапаном, образуя тем саыам дополнительную область интенсивного массообмена. Причем такая перфорация, клапана, направляющая поток газа (пара) в сторону, противоположную его движению под клапаном между профилированными .пластинами, устранит его возможное вргицение при работе, а в связи с этим и потери энергии струи газа (пара), затрачиваемые на вращение, способствующие увеличению гидравлического сопротивлеиття. При этом увеличени1е свободного сечения тарелки, за счет указанных , позволит повысить производительность и снизить гидравлическое сопротивление.

Осуществление стока жидкости на нижерасположенную тарел через

кольцевую щель под клапаном, наряду .с увеличением рабочей площади тарелки, за счёт отсутствия специальных переливных устройств, UOSBOJIHT устранить возможность образования застойных зон жидкбсти из-за задержки ее на рабочей площади тарел- . ки в результате противополож-. него направления движения потоков газа (пара) и жидкости, что характерно при работе подобных конструкций в условиях перекрестно-прямоточного движения фаз,Таким образом, предлагаемая клапанная тарелка по сравнению с,иэГвестной имеет более высокую интенсивность и эффективность массообмена в широком диапазоне изменения нагрузок, большую производительность и меньшее гидравлическое сопротивление.

1, КЛАПАННАЯ ТАРЕШКА, содержащая полотно с отверстиями, над которыми установлены дисковые клапаны с расположенными под ними пластинами, ограничители подъема клапанов, отличаю щ-а я с я тем, что, с целью интенсификации массообмена, расширения диапазона устойчивой эффективной работы за счет придания вращательного движения фазам, пластины выполнены с криволинейным профилем. 2. Тарелка по п.1, о т л и Фа ю щ а я с я тем, что кл,апан выполнен с радиальными вырезами, кромки которых отогнуты под острым углом к плоскости тарелки и натравлены в сторону, противоположную направлению пластин.. 3 I ж I ///УУ//// .,