Контактно-сепарационная тарелка Советский патент 1984 года по МПК B01D3/26 

Изобретение относится к контактным устройствам для проведения массобмена и сепарации и может быть; испольтовано в газовой, нефтяной и химической промыиггенностях идя проведения процессов абсорбции, десорбции, ректификации, в частности, на установках осушки газа, аппаратах сероочистки. Известна контактно-сепарационная тарелка, содержащая полотно с прямоточно-центробежными элементами, которые состоят из цилиндрических патрубков, жестко закрепленных в полотне и расположенных над ним, и снабженных под полотном статическими закручива телями (завихрителями) в виде тангенциальных Ц1елей в патрубках и заглушенных снизу Над патрубком установлено сепарационное устройство в виде колпачкового пленкосъемника. Энергия газового потока обеспеадвает на тангенциальном завихрителе закрутку газа и жидкости непосредственно на внутренней стен ке патрубка, что позволяет довольно эффективно осзтдествлять процесс сепарации жидкости и массообмен между жидкостью и газом. Жидкость, как более тяжелая фаза, от брасывается на стенки патрубка и по винтовой -линии поднимается вместе с .газом, При зтом происходат интенсивный массообмен между жидкостью и газом. Далее жидкость отводится через кольцевой зазор между патрубком и колпачковым пленкосъемником, а отсепарированный газ через центральное отверстие яленкосъемника {1. Недостатком данного устройства является то, что для создания , направляющих тангенциальных каналов завихрителя требуется применение толстостенных труб (ширима канала должна быть примерно равна толщине стенки трубы), что увеличивает материа. лоемкость-Кроме того, цилиндрический патрубок имеет большую толщину стенки, так ка он выполнен как одно целое с тангенциальным завихрителем, следовательно и большую материалоемкость. Механическая обработка патрубка с целью снижения толщины стенки также не выгодна из-за повышения его стоимости. Для подачи жидкости в контактиосепарационный элемент необходимо применен специальных дополнительных устройств, напр мер установки под контактно-сенарационньп ш 50

тарелками ситчатых тарелок.

Известна тарелка, содержащая цилиндрические патрубки, установленные на полотне тарелки, и отдельно закрепленные в этом по. лотне тангенщмльные завихрителя с доныш- 55 ками, причем тангенциальные завихрители размещены соосно с цилиндрическими патрубкфми, перфорированными в нижней части, и

НОИ металлоемкости и повышение производительности. .

Поставленная цель достигается тем, что в контактно-сепарациоиной тарелке включающей полотно с прямоточно-центробежными элементами, состоящими из цилиндрических патрубков, расположенных над полотном, и тангенШ{альных завихрителей, расположенных соосно 5 выстушют над ПОЛОТНОМ тарелки,, образуя кольцевые зазоры для подачи жидкости. Применение патрубков, отдаленных от завихрителя, и тангенциальных завихрителей меньшего диаметра, размещенных сооснр в патрубках, а также перфорация патрубка в нижней части позволяет изготавливать патрубок с толщиной стенки меньше завихрителя и меньшей материалоемкости) а также отказаться от установки под контактно-сепарационными тарелками распределителей жидкости, так как жидкость может подаваться непосредственно в каждый патрубок {2. Однако известное устройство имеет большее гидравлическое сопротивление, чем коитакно-центробежные элементы с одинаковым диаметром патрубка и завихрителя, требует крепления завихрителя и патрубка на полотне тарелки, имеет низкую инжекциойную способность жидкости из-за значительных толщин стенок завихрителя. Известна тарелка, включающая полотно с прямоточно-центробежными элементами, состоящими из цилиндрических патрубков, расположенных над полотном, и тангенциальных завихрителей, расположенных соосно с ними под полотном и заглушенных донышками, в которых расположены трубы, верхние кромки которых выше верхних краев входных патрубков. Установка. труб в зону разряжения патрубков несколько снижает гидравлическое сопротивление завихрителя 3}. Однако данное устройство конструктивно сложно, так как требует центровки трех деталей (патрубка, завихрителя и трубы), больших толщин цля образования направляющих каналов завихрителя, применения сварки, что увеличивает толщины полотен для исключения их коробления и имеет низкую инжекционную способность и гидравлическое сопротивление, снижающее производительность. Кроме того, применение приваренных прямоточно-цеитробежных элементов требует замены всей контактно-сепарационной тарелки при износе элементов от коррозии или эрозии и не позволяет п|ш необходамости исключать часть элементов (глушить) для уменьшения производительности аппарата. Целью изобретения является упрощение конструкции, монтажа и демонтажа прямоточно-центробежных элементов, снижение удельс ними и заглушенных донышком, каждый прямоточно-центробежный элемент снабжен отбортованными кольцами, соединеннь1мн вертикальными стенками со стенками патрубков и тангенциальных завихрителей, а горизонтальными стенками - с полотном.

Кроме того, вертикальные стенки отбортованных колец установлены внутри патрубков, образуя с ними кольцевые конические каналы, сообщенные с межпатрубковым пространством.

Горизонтальная стенка каждого отбортован ного кольца снабжена скобой, соединенной с полотном и охватывающей тангенциальный завихритёль, и тягой, соединяющей скобу и до нышко завихрителя. Толщины стенок патрубка и тангенциального завихрителя равны, а ни няя часть стенок завихрителя по окружности разделена на равные части, повернутые относительно образующих цилиндра наружу на оданаковый угол. На фиг. 1 изображена массобменная тарелка общий вид; на фиг. 2 - узел соединения полотна тарелки с патрубком и тангенциальным завихрителем отбортованным кольцом; на фиг, 3 - то же, вертикальная часть снаружи патрубка; на фиг. 4 - узел соединения эавихрителя, план; на фиг. 5 - узел отглу1йения прямоточно-центробежного элемента. Устройство состоит из полотна 1 с устаиовленным на нем прямоточно-центробежныАв элементами, включающиш патрубок 2, тангенциальный завихритель 3 с доныипсом 4. Патру бок 2 и завихритель 3 соелинен вертикалыюй стенкой 5 отбортованного кольца, которое опирается гортзонтальной стенкой 6 на прокладку 7 и на полотно I. Прямоточно-центробежные элементь нрижаты к полотну 1 скобами 8, охватьтающими тангенциальные завих рители 3, причем скобы 8 соединены тягами 9 с донышком 4 тангенциального завихрителя 3. Вертикальная стенка 5 совмещает внутренние стенки патрубка 2 и танген1щального завихрнтеля 3 (фиг. 2 и 3), может быть охвачена цилиндрическим патрубком 2, образуя с ним кольцевой конический канал 10 (инжектор), соещшенный каналами 11 с межпатрубками на полотне тарелки, и заглушается за- : глушкой 12, соединенной тягой 13 со скобой 8. Нижняя часть тангенциального завихрителя

3 разделена на равные участки 14, ловертгутые,относительно внутренней образующей цилиндра наружу на одинаковый угол. Величина разворота равна примерно 1/3 длины учяст ка 14.

В верхней части патрубок 2, для улуяиения сепарацни, может быть снабжеи колпафковьгм пленкосьемником 15.

Контактно-сепаращюнная тарелка работает следующим образом..

Газовый поток поступает в прямоточноцентробежные элементы через тангенциальные щелн завихрителя 3 и приобретает вращатешг но-поступательное движеиие. Затем закручен i поток проходит сужение, обраэсвашюе вертикальной стенкой 5 отбортованного кольца. При этом скорость потока постепенно увеличивается, создавая разряжение на выходе кольцевого конического канала 10. Благодаря этому яждкость из полотна тарелки подсасывается через каналы 11 в патрубок 2, где смешйва ется с газовым потоком, образуя газояощкостной поток.Последн1в1 может поступать также с нижележащей распыливаюшей отмени через завнхритель 3 в патрубок 2, в котором жидкость, . как более тяжелая фаза, отбрасывается на стенки патрубка и по винтовой линии поднимается вместе с газом, при этом происходит интенснвный массоо&мен между жидкостью и газом. Далее жидкость отводится через кольцевой зазор между патрулем и колпачковым пленкосъемником 15, а отсепарированный газ - через центральное отверстие пленкосъемника. При подаче газожидм остного потока с иижележащей распыливающей ступени в кольцевой канал 10 поступает часть OTcenaintpOBaHНого газожидкостного потока. Использование изобретения позволяет снизить капитальные затраты на изготовление массооб-, мешюго и сепарационного оборудования за счет снижения матерталоемкости прямоточноцентробежных патрубков, сзшжения затрат на их крепление к полотну тарелки, исключения промежуточных распыливающих ступеней контакта на нзготавлнваекшх абсорберах, осушкя газа, и повысить производительность за счет использования отбортованных колеп, образующих с патрубками кольцевые каналы я реШ1ркуляции гаэюжидкостного потока.

11

Фи1.1

фиг.З

1. КОНТАКТНО-СЕПАРАЦИОННАЯ ТАРЕЛКА, включающая полотно с прямоточноцентробежными элементами, состоящими из 1Шлинлфических патрубков, расположенных над полотном, н тангенциальных завихрителей, расположенных соосно с ними и заглушенных доныцосами, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, монтажа и демонтажа прямоточно-центробежных элементов, сннження удельной металлоемкости, повышения производительности, каждый прямоточно-центробежный элемент снабжен отбортованными кольцами, соединенными вертикальными стенками со стенками патрубков и тангенциальных завихрителей, а горизонтальными стенками - с полотном. 2.Тарелка по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что вертикальные стенки отбортованных колец установлены внутри патрубков, образуя с ними кольцевые конические каналы, сообщенные с мзжпатрубковым npoci ранством. г 3.Тарелка по п. I, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что горизонтальная стенка каждого отбортованного кольца снабжена скобой, соеданашой с полотном и охватывающей тангенциальный завихритель, И тягой, ооедишпощей скобу и доньвико завихрителя.