Тепломассообменная тарелка Советский патент 1983 года по МПК B01D3/22 

Изобретение относится к устройствам для контактирования газа (пара и жидкости и может найти применение в тепломассообменных аппаратах для процессов абсорбции, ректификации и др.

Известна ситчатая тарелка с отбойными элементами, состоящая из основания, кармана, сливной перегородки и отбойных элементов, наклоненных к основанию 1.

Однако тарелка имеет низкую производительность по газу (пару ) вследствие того, что при повышенных скоростях газа (пара ) со стороны нижней плоскости отбойных элементов образу ется уплотненная зона, препятствующ прохождению, распыленной жидкости через щели, отбойных элементов и спо собствующая накоплению ее на отбойниках, что приводит к увеличению уноса жидкости с тарелки. Кроме тог в результате накопления жидкости на отбойниках наступает интенсивное перемешивание ее между секциями: тарелки, что наряду с брызгоуносом снижает эффективность работы тарелок. Известна тарелка, включающая основание с направленнымн элементами для газа (пара ) и расположенные над основанием наклонные отбойники, вы. полненные в виде параллельно расположенных вертикальных пластин и снабженные размещенными на расстоянии от них и один над другим вогнутыми козырьками, содержащими арочныё чешуи С . : Недостатками конструкции являются сравнительно высокое гидравли ческое Сопротивление за счет много- кратных поворотов газового (царового ) потока в отбойниках и недостаточно высокая пропускная способность по газу (пару ) за счет накопления жидкости на отбойниках и уноса последней с тарелки. Накопление ясидкости при повышенных скоpocTiHX. газа (пара) обусловлено тем, что стекающая с козырьков жидкость с 4вается, диспергируется проходящим между .козырьками потоком газа (пара ) и отбрасывается им на вертикальные пластины отбойника. Образующё я при этом пленка жидкости под пирается встречным потоком газа (па ра) и утолщается. В результате происхетгит разрушение пленки, а также образование и вынос вторичных брызг Известна тарелка для контактирования газа (пара) и жидкости, включакяцая основание с контактными элементами, сливную перегородку, карма установленные с наклоном к основанию.тарелки отбойные элементы и направляюище элементы для стока жидкости. Верхний край кгикдого отбойногр элемента соединен перегород

кой с нижним краем см ежного отбойного элемента, расположенного со стороны противоположной сливной перегородке, а в нижней части перегоро; ки выполнена щель 3J. Однако конструкция имеет высокое гидравлическое сопротивление, обусловленное м.ногократными изменениями направления движения газового (парового )потока при принудительном прохождении его через отбойники, что ограничивает применение этой тарелки в аппаратах большой производительности.

Целью изобретения является сниже ® гидравлического сопротивления тарелки и увеличение ее пропускной способности по газу (пару. Указанная цель достигается тем, что отбойные эле.менты выполнены в виде двух рядов параллельных пластин, расположенных так, что зазоры между пластинами одного ряда перекрыты пластинами второго ряда, а направляющие элементы выполнены в виде жехюбообразных стенок. Кроме того, отбойные, элементы установлены с наклоном в сторону движения газо (паро ) жидкостного потока под углом 30-6О к основанию тарелки. Применение отбойных элементов указанной конструкции и установка их с наклоном в сторону движения газо (паро) жидкостного потока под углом 30-60°к основанию тарелки обеспечивают сепарацию капель жидкости на поверхности отбойных элементов без прохождения потока газа (пара ) через последние, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление тарелки. Снабжение отбойных элементов желобообразными. стенками обеспечивает быстрый и упорядоченный (без пересечения направлений движения газа и жидкости ) переток жидкости из зоны сепарации на рабочую поверхность тарелки, что исключает образование, вторичного брызгоуноса жидкости и, следовательно, увеличивает пропускную способность, тарелки по газу (пару). На чертеже изображена тарелка, общий вид. Тепломассообменная тарелка содержит основание 1 с контактньоми элементами, сливную перегородку 2, кар-ман 3 и отбойные элементы 4. Основанием тарелки могут служить пластины,, жалюзи, просечно-вытяжной лист и т.д. Отбойные элементы 4 образованы двумя рядами параллельны .пластин 5, расположенных так, что зазоры между пластинами одного ряда перекрыты пластинами другого ряда. Отбойные элементы 4 снабжены желобообразными стенками 6 для стока отсепарированной жидкости и установлены с

наклоном в сторону движения газо (паро ) жидкостного потока под углом 30-60 к основанию 1 тарелки.

Тарелка работает следующим образом.

Газ . (пар I, поднимаясь с нижней тарелки, разбивает на мелкие капли жидкость, поступающую на тарелку из кармана 3. В результате взаимодействия фаз образуется газо(паро ) жидкостная смесь, которая, двигаясь вперед, направляется на отбойные элементы. Здесь поток распыленных капель под действием инерционных сил ударяется о поверхность пластин 5, отбойного элемента 4 и эффективно сепарируется. При этом на пластинах образуется слой жидкости, который в зависимости от скорости газовой (паровой ) фазы или двигается вверх под действием сил инерции и сил трения между газом (паром ) и жидкостью, или вниз под действием гравитационной силы и попадает через зазоры параллельных рядов пластин на жело-. бообразную стенку 6, по которой стекает вниз. ПЬток же газа (пара), не проходя через отбойные элементы. Направляется вверх на вышележащую тарелку. Стекающая через щель 7 жидкость вновь диспергируется газовым (паровымj потоком и образующая газо (паро )жидкостная смесь направляется на следующий отбойный элемент. В моменты диспергирования и сепарации жидкости происходит интенсивный массообмен.между фазами за счет реализации в названные моменты высокой относительной скоростимежду ними. Таким образом, жидкость движется

0 от приемного кармана 3 к сливной , перегородке 2, интенсивно взаимодействуя с газовым (паровым ) потоком, а газ (пар) поднимается на вышележащую тарелй у.

5

В предлагаемом массообменном устройстве снижение гид1эавлического сопротивления по сравнению с техническими решениями подобного типа достигается за счет того, что газо

0 ( паро)жидкостный поток при сепарации не претерпевает многократных изменений направления при прохождении через отбойные элементы. Увеличение же пропускной способности тарелки

5 по газу (пару)достигается,исключением втбричного брызгоуноса отсепарированной жидкости с отбойных элементов.

г. ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА, содержащая основание с контактныАш элементами, сливную перегородку и отбойные элементы, устаг новленные с наклоном над основанием тарелки, и направляющие элементы для стока жидкости, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления тарелки и увеличения ее пропускной способности по газу (пару), отбойные элементы выполнены в виде двух рядов параллельных пластин, расположенных так, что зазоры между пластинами одного ряда перекрыты пластинами второго ряда, а направляющие элементы выполнены в виде желобообразных стенок. 2. Тарелка по п. 1, о т л и чающаяся тем, что отбойi Иые элементы установлены с наклоном В сторону движения газо(паро) жидкостного потока под углом ЗО-бО к (Л .основанию тарелки. 4: со о 4