Струенаправленная контактная тарелка для массообменных аппаратов Советский патент 1984 года по МПК B01D3/22 

Изобретение относится к тепло- и массообменной аппаратуре, используемой преимущественно в химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности.

Известна струенаправленная контактная тарелка для массообменных аппаратов. Контактная тарелка выполнена в виде горизонтального полотна с просечными элементами, включает продольные перегородки, выполненные с окнами с козырьками, наклоненные к полотну навстречу друг другу в сторону, противоположную движению жидкости, приемный карман, сливное устройство 1.

Известно, что в результате изменения направления и скорости газожидкостного потока при взаимодействии его с козырьками перегородок происходит турбулизация и дополнительное диспергирование жидкой фазы. Этот процесс, а также интенсивное поперечное перемешивание и увеличение пути жидкости по длине тарелки приводит к повышению эффективности массообмена. При больших нагрузках по газовой (паровой) фазе и сравнительно малых жидкостных нагрузках газожидкостной поток, представляющий собой капли жидкости, диспергированные газом, приобретает направление под большим углом к полотну тарелки. При этом часть капель жидкости не взаимодействует с козырьками и уносится на вышерасположенную тарелку. Уносится на вышерасположенную тарелку также часть капель жидкости, которые попадают в зазор между каждыми двумя смежными козырьками через один по их длине, направленными навстречу один другому.

Унос жидкости потоком газа резко ограничивает производительность тарелки по газовой фазе при низких жидкостных нагрузках.

Цель изобретения - увеличение производительности по газовой фазе путем снижения уноса жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в струенаправленной контактной тарелке для массообменных аппаратов каждые два смежных козырька соединены таким образом что линия их пересечения образует с плоскостью полотна острый угол, вершина которого направлена по течению жидкости, верхняя часть козырьков отогнута в направлении к полотну и против течения жидкости, а нижняя часть козырьков отогнута в направлении течения жидкости по тарелке.

На фиг. 1 изображена струенаправленная контактная тарелка для массооб.менных аппаратов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - аксонометрически изображен узел соединения двух каждых смежных козырьков.

Струенаправленная контактная тарелка содержит полотно 1с просечными элементами 2 и переливные устройства 3. Над полотном размещены продольные перфорированHbie перегородки 4. В каждой перегородке 4 с определенным шагом по ее длине выполнены окна 5, оснащенные козырьками 6.

Козырьки 6 каждых двух смежных перегородок 4 через один по их длине наклонены к полотну 1 в сторону, противоположную течению жидкости,и соединены между собой, причем линия пересечения их образует с плоскостью полотна 1 острый угол, вершина которого направлена по течению жидкости. Верхняя часть козырьков 6 отогнута в направлении движения жидкости, а нижняя часть козырьков 6 отогнута в направлении движения жидкости по тарелке.

5 Струенаправленная контактная тарелка для масообменных аппаратов работает следующим образом.

Газовые струи, поступающие на полотно 1 через просечные элементы 2, диспергируют жидкость, которая течет из перелив0 ного устройства 3. Образовавшаяся газожидкостная смесь, представляющая собой капли жидкости, распределенные в газовом потоке, секционируется при по.мощи продольных перфорированных перегородок 4.

5 В результате взаимодействия газожидкостного потока с козырьками 6 большая часть жидкости переходит в пленку, движущуюся по ним. На боковых кромках и нижней отогнутой части козырьков 6 пленка жидкости вновь дробится потоком газа, про0 ходящим через окна бив зазоре между нижней отогнутой кромкой козырьков 6 и полотном 1. Получившаяся в результате этого газожидкостная смесь ударяется о следующие соединенные между собой козырьки 6. Таким образом достигается увеличение поверхности контакта фаз за счет повторяющегося совмещения струйно-капельного и пленочного режимов взаимодействия фаз.

Отгибка верхней и нижней частей козырьков 6 уменьшает свободное сечение для

0 движения газожидкостного потока в вертикальном направлении, что способствует уменьшению уноса жидкости. Наклон козырьков 6 к полотну 1 в сторону, противоположную движению жидкости на тарелке, а также отгибка верхней части козырьков 6 в направлении к полотну 1 и против движения жидкости способствует тому, что газожидкостный поток прижимается к полотну 1, тем самым уменьшая унос. Этой же цели служит то, что линия пересечения двух каж0 дых смежных козырьков 6 через один по их длине образует с плоскостью полотна 1 острый угол, верщина которого направлена по течению жидкости. Отсутствие зазора между каждыми двумя смежными перегородками 4 при пересечении их приводит к то.му,

5 что практически весь газожидкостный поток взаимодействует с козырьками 6 в горизонтальном направлении, отсутствует проскок части газожидкостного потока между каждыми двумя смежными козырьками 6, что уменьшает унос жидкости на вышерасположенную тарелку.

После взаимодействия фаз они разделяются: жидкость стекает в переливное устройство 3, а газ поступает на вышерасположенную тарелку.

Пример. Изготовлен в лабораторных условиях макетный образец струенаправленной контактной тарелки. Плошадь свободного сечения полотна 12,6%, ширина канала между перегородками 150 мм, высота перегородок 100 мм, зазор между нижней кромкой перегородок и полотном 25 мм, угол отгибки козырьков в горизонтальной плоскости 25°, вертикальной плоскости (угол между плоскостью полотна и козырьком, направленный против движения жидкости)

75°, верхняя и нижняя части козырьков отогнуты параллельно полотну тарелки.

Предлагаемая конструкция струенаправленной контактной тарелки для массообменных аппаратов позволяет увеличить по сравнению с известной производительность по газовой фазе за счет снижения уноса жидкости вследствие того, что отсутствует зазор между каждыми двумя смежными перегородка.ми, козырьки наклонены к плоскости полотна и навстречу движению жидкости, линия пересечения каждых двух смежных перегородок образует с плоскостью полотна угол, вершина которого направлена по течению жидкости, верхняя часть козырьков отогнута в направлении к полотну и против движения жидкости, а нижняя часть козырьков отогнута в направлении движения жидкости по тарелке.

А

СТРУёнАПРАВЛЕННАЯ КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, содержащая горизонтальное полотно .с просечными элементаl Ull //////, ми, продольные перегородки, выполненные с окнами с козырьками, наклоненными к полотну один навстречу другому в сторону, противоположную движению жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности по газовой фазе путем снижения уноса жидкости, каждые два смежных козырька соединены таким образом, что линия их пересечения образует с плоскостью полотна острый угол, вершина которого направлена по течению жидкости; верхняя часть козырьков отогнута в направлении к полотну и против течения жидкости, а нижняя часть козырьков отогнута в направлении течения жидкости по тарелке. ////// Фиг.1