Контактная тарелка Советский патент 1983 года по МПК B01D3/22 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов тепломассообмена, протекающих в системе газ (пар) - жидкость, таких как абсорция, ректификация, увлажнение, и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности. Известны тепломассообменные тарелки, в которых в качестве контактных элементов используется перфорация 1. Недостатком таких тарелок является низкая эффективность контакта фаз вследствие малой поверхности контакта фаз и раздельного прохождения фаз через перфорацию. Известна тепломассообменная тарелка, включающая основание с направляющими элементами в виде просечек, расположенных друг под другом и предназначенных только для прохода газа (пара) 2. Недостатками данной конструкции является повыщенное гидравлическое сопротивление и низкая эффективность взаимодействия фаз вследствие того, что ядро струи газового (парового) потока проходит через слой жидкости, не контактируя с ней. Известна также контактная тарелка, включающая основание с отверстиями, каждое из которых выполнено с отогнутой в сторону слива жидкости кромкой с прорезью, делящей ее на части, отогнутые под разными углами к основанию 3. В известной конструкции нераздробленный газовый поток внедряется в слой жидкости, при этом контактирование с жидкостью происходит практически только по его периферии, что ведет к снижению поверхности контакта фаз.Недостатком контактнои тарелки является также малая пло-щадь рабочей зоны вследствие наличия зон для раздельного перетока жидкости, а также малого времени задержки жидкости. Цель изобретения - интенсификация процесса тепломассообмена за счет дробядра газового потока, увеличение времени пребывания жидкости на тарелке путем рециркуляции стекающей жидкости и турбулизации фаз. Указанная цель достигается тем, что в известной контактной тарелке, включающей основание с отверстиями, каждое из которых выполнено с отогнутой в сторону слива жидкости кромкой с прорезью, делящей ее на части, отогнутые под разными углами к основанию, одна из частей кромки расположена под основанием тарелки. На фиг. 1 показана контактная тарелка с одной прорезью в кромке, одна из частей которой расположена под плоскостью основания тарелки; на фиг. 2 контактный элемент, продольный разрез; на фиг. 3 - контактная тарелка, вид в плане; на фиг. 4 то же, с двумя прорезями в кромке и отогнутой центральной части под плоскостью основания. Контактная тарелка включает округленную кромку (просечку) 1, выполненную просечением основания 2 тарелки с образованием отверстия 3 для прохода газа (пара). Часть просечек 1 выполнена с прорезью, делящей ее на части 4 и 5, отогнутые под углом к плоскости основания 2, причем одна из частей, например 4, находится над плоскостью основания 2, другая 5 расположена под плоскостью основания. Просечка может быть разделена двумя прорезями на три части. Основание 2 тарелки разбито секционирующими перегородками 6 на секции 7, которые в нижней части имеют окна (не показаны) для перераспределения жидкости между секциями. Контактные элементы могут располагаться как по всему основанию тарелки, так и вблизи секционирующих перегородок 6 или стенок корпуса 8 тепломассообменной колонны. В этих местах располагается контактный элемент, просечка которого разделена двумя прорезями на три части 9-11, причем крайние части 9 и 10 располагаются над плоскостью основания 2, а центальная часть отогнута под плоскость основания 2 тарелки. Контактная тепломассообменная тарелка работает следующим образом, Газ (пар), поступающий под основание 2 тарелки, проходит отверстие 3 и вступает во взаимодействие с жидкостью на основании. Отогнутые под определенным углом части просечки придают направленность ввода газа (пара) в слой жидкости, транспортируя ее в направлении, определенном ориентированием части просечки 9, указанном стрелками на фиг. 3. Достигнув секционирующих перегородок u ininyo (-ci U4u«Mpyjuuu.MA iicpci Q „ли стенки корпуса 8, где расположены Контактные элементы в виде просечек, выполненные с прорезью, жидкость, контактирует с газом (паром), выходящим из-под части 4 просечки, и направляет ее на секционирующую перегородку 6 или стенку корпуса 8, на которых происходит разделение двухфазного потока. Отделившийся жидкостной поток попадает на часть 5 просечки 1 и стекает на нижележащую тарелку. При противоточном прохождении газа (пара) и жидкости через отверстие 3 происходит турбулизация фаз, дробление жидкости и обновление поверхности контакта фаз. Установка контактных элементов с двумя прорезями, делящими просечку I. на три части, 9-11, позволяет направитьгазовь1Й (паровой) поток крайними частями 9 и 10 в слой жидкости, а через центральную часть 11 направить отраженный жидкостной поток от секционирующих перегородок 6 или стенки корпуса 8 и обеспечить его переток на нижележащую тарелку. Противоточное контактирование двух потоков газа (пара) и одного потока жидкости в контактном элементе интенсифицирует процесс тепломассопереноса за счет дробления ядра газового (парового) потока, отрыва части жидкости от стекающего жидкрстного потока и.врзврата ее на основа нйе 2 тарелки. На основании 2 тарелки за счет расположения частей просечки над основанием возникают рециркуляционные потоки жидкости вблизи места слива йкидкости, что позволяет увеличить время пребывания жидкости и соответственно время контакта фаз. Использование предлагаемого изобретения позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена по сравнению с прототипом 3 за счет турбулизации фаз, рециркуляции жидкости, которая ведет к увеличению времени пребывания жидкости на тарелке, а также за счет дробления жидкости, вызывающее увеличение поверхности контакта фаз.

«сас€

)5 tcccccc ) «ГГссс

5535

6СТССС

ессссс tccccc

Фиг Л

КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА, включающая основание с отверстиями, каждое из которых выполнено с отогнутой в сторону слива жидкости кромкой с прорезью, делящей ее на части, отогнутые под разнУми углами к основанию, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена за счет дробления ядра газового потока, увеличения времени пребывания ж дкocти на тарелке путем рециркуляции стекающей жидкости и турбулизации фаз, одна из частей кромки расположена под основанием тарелки.. ел со 00 4 1C