Газораспределительная решетка Советский патент 1985 года по МПК B01D3/20 B01D53/20 B01J8/44 

2. щ а я Решетка по п,1, отличаю- плита выполнена с профильными кас я тем, что перфорированная навками над ее выходными отверстиями. 1142131

1. ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ РЕШЕТКА, содержащая перфорированную плиту с коническими в нижней ее части отверстиями, в которых установлены вставки с возможностью колебательного и вращательного движения, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективноети работы газораспределительной решетки при прохождении через нее запыленных газов и кристаллизирующейся жНдкости для аппаратов с псевдоржиженн слоем насадки,каадая вставка выполне на в виде цилиндрической спирали. из упругого материала, которая с од- ной стороны снабжена кольцом с диаметром, превышающим диаметр выходнЪ-. го отверстия сверху решетки, а с другой - стержнем, к которому прикреплено сферическое тело. rvd Од

1

Изобретение относится к газораспрделительным устройствам массообменных аппаратов, в частности к абсорберам с псевдоожиженным слоем орошаемой насадки, используемым в химической, нефтехимической, цветной металлургии и других смежных отраслях промышленности для очистки отходящих запыленных газов от вред-. ных ингредиентов, а также для получения целевого продукта, и может быть предназначено для массообменных аппаратов с контактирующими фазами газ-жидкость, несущими в себе твердые взвешенные примеси, склонные к оса)вдению на рабочих органах аппара та. „

Известна конструкция беспровальной самоочищающейся струйно направленной решетки, в которой с цeJJЬю предотвращения забивания проходных отверстий над ними предусмотрены защитные гибкие пластины, прикрывающие отверстия решетки при отсутствии газового потока. Кроме того,-проходящий газовьй поток направлен так, чтобы он перемешивал контактирующие фазы в прирешеточной зоне и очищал верхнюю часть решеткиCl.

Однако несмотря на непровальность такой решетки и очистку ее верхней части направленным газовым потоком она для запыленных газов не пригод.на, вследствие того, что при прахрждении запыленных газов через решетку ее нижняя часть и проходные отверстия забиваются осажденными частицами пыли. В аппаратах с псевдоожиженным слоем орошаемой насадки прог, цесс забивания решетки еще более, интенсифицируется за счет того, что решетка хотя и не провальная, но увлажненная от орошения насадки,

Известна консгрукция аппарата, . где предусмотрен быстрьй демонтаж . его для уменьшения времени чистки перфорированных тарелок, с целью чего йсе внутренние устройства аппарата смонтированы на центральной

трубе, закрепленной на крышке аппарата 2 J.

В данной конструкции уменьшается время на разбор аппарата и чистку решетки, но не увеличивается время его работе, а конструкция усложняется.

Известно устройство с провальной щелевой решеткой, в котором с целью устранения зараста.ния щелей твердой фазой предусмотрена их очистка с помощью гребенки, установленной на центральном валу и приводимой в движение электродвигателем 31.

Такая конструкция устройства очистки металлоемка и занимает часть рабочего объема аппарата, а таже требует- дополнительных энергетических затрат,

Известны также провальные газораспределительные устройства для аппаратов с псевдоожиженнь м слоем орошаемой насадки, в которых с целью устранения отложения твердой фазы решетки делают эластичного материала, либо-используют псевдоожижетгую насадку специальной фор-мЫо В последнем шаровая насадка сна жена радиальными коническими выступами, с помощью которых при попадани в отверстия газораспределительной решетки сдирается твердый осадок. Использование псевдоожиженной насадки в качестве элементов очистки про.ходных отверстий в решетке не эффективно. Это обусловлено тем, что. не во все отверстия могут попасть конические выступы на элементах насадки. К тому же газовьй поток в отверстиях решетки имеет большую кинетическую энергию, что препятствует проникновению выступов в отверстия решетки. Поэтому наличие в газе или жидкости твердых включений (пыли, кристаллов и т.д.) приводит в конечном итоге к забиванию решетки, а следовате,пьно, к захлёбыванию аппарата. 3 кГзвестна перфорированная газорас пределительная решетка, содержащая перфорированную плиту с коническими в нижней ее части отверстиями, в ко торых установлены винтообразные вст ки. Вставки выполнены с возможность совершения колебательного и вращател ного движения, что позволяет им сре зать и скалывать отложившиеся твердые вещества в проходных отверстия решеткиСзЗ. Однако как газораспреде-пительная решетка для аппаратов с псевдоожиже ным слоем орошаемой насадки она не эффективна. Существенными недостатк ми ее являются большое гидравлическое сопротивление и малая пропускна способность по газу и жидкости, так как винтообразные вставки занимают значительную часть живого сечения решетки,уа трехфазная система газжидкость-псевдоожиженная насадка имеет сравнительно большое гидравлическое сопротивление по газовому , потоку. Конструктивное выполнение вставок в известной газораспределительной решетке не оказывает никакого влияния на формирование гидродинамической структуры потоков в трехфазной динамической системе, т.е движение фаз в аппарате такое же, что и без вставок. Кроме того, сами вставки, за исключением некоторых участков ее поверхности, зарастают твердой фазой. Целью изобретения является увеличение эффективности -работы газо.распределительной решетки при прохождении через нее запьшенных газов и кристаллизующейся жидкости для аппаратой с псевдоожиженным слоем насадки. .Указанная цель достигается тем, что в газораспределительной решетке, содержащей перфорированную плиту с коническими в нижней ее части отверстиями, в которых установлены вставки с возможностью кол(а1бательного и вращательного движе- ния, каждая вставка выполнена в виде цилиндрической спирали из упругого материала, которая с одной стороны снабжена кольцом с диамет-. ром, превьшающим диаметр выходного отверстия решетки, а с другой стержнем, к которому прикреплено сфе рическое тело. 31-4 Кроме того, в перфорированной плите над выходнымл отверстиями выполнены профильные канавки. Выполнение вставок в виде спиралей позволяет более полно и эффективно очищать проходные отверстия в решетке от твердой фазы при сравнительно небольшой площади, занимаемой ими в отверстиях. К тому же за счет упругой деформации спираль обеспечивает сферическому трлу, с которым она жестко связана стержнем, возможность совершать колебательное движение ив то же время препятствовать отложению твердой фазы на витках йпирали. Кольцо на конце вставки служит для предотвращения самопроизвольного выхода вставки из отверстия решетки. Кольцо позволяет без особого труда пропустить его через проходное отверстие решетки, для чего последнее вьшолнено книзу расширенным. Так как предлагаемая газораспределительная решетка предназначена для аппаратов с псевдоожиженным слоем орошаемой насадки, то для решеток с более частым расположением отвер- . стий необходимо иметь расстояние между сферами двух соседних рядов не более 0,75 диаметра элемента псевдоожиженной насадки. Ограничите расстояния между сферами обусловлено проскоком элементов псевдоожиженной насадки в пространство между сфери- . ческими телами, что может привести к снижению индивидуальной подвижности вставок. Расстояние между сферами соседних рядов выбрано с учетом того, что сферические тела имеют некоторую степень свободы относительно друг друга. Профильные канавки слзгасат для прохода газа и жидкости через отверстия решетки при пуске массообменного аппарата, когда сферические тела еще находятся на . перфорированной плите, что важно для обеспечения равномерного газораспределения на контактной -СТУпени и предотвращения захлебывания аппарата при больших нагрузках по жидкости. На фиг.1 схематически изображена редлагаемая газораспределительная решетка с шахматным расположением сферических тел-, на фиг.2 --.вид А а фиг.1, на фиг.З - вид Б на фиг.1, а фиг.4 - газораспределительная реетк-.а со. спиральным расположением сферических тел от поверхности реше ки; на фиг.5 - то же, вид сверху с увеличенным межцентровым расстоянием между отверстиями; на фиг.6 то же, с минимальным расстоянием. Газораспределительная решетка со тоит из плиты 1, перфорированной от верстиями 2, спиральных вставок 3, опорных колец 4, стержней 5, сферических, тел 6, профильных канавок 7, Газораспределительная решетка используется следующим образом. Запыленньм газ, нодаваемьй под плиту 1, проходит через отверстия 2 и затем слой сферических тел 6, которые под воздействием -газовых: стру поднимаются над перфорированной пли той на йеличину длины стержней 5 и спиральных вставок 3 до упора кол ца 4 в расширенной части проходного отверстия 2. Жидкость, подаваемая на орошение насадки, движется в обратном направлении противотоком газу. В результате движения фаз сфери ческие тела,а следовательно,и вставки, с которыми они жестко соединены совершают колебательное движение, поворачиваясь вокруг своей оси. Такое движение сферических тел обеспечивается воздействием на них интенсивных газовых струй, выходящих из отверстий 2 плиты 1, обладающих прирешеточной зоне большой кинетической энергией, а также стахостиче ким движением жидкости, через слой которой барботирует газ. Кроме того, спиральные вставки, с которыми соединены сферы, обладают упругой деформацией. Получив энергию, импульс, количество движения от потоков газа и жидкости, сферы и вставки сами начинают активно воздействовать на потоки взаимодейству.ощих фаз как в межсферическом пространстве, так и в отверстиях решетки. В последних спиральные вставки также препятствуют зарастанию проходных отверстий твердыми включениями. Активное воздействие сфер, имеющих относительно упорядоченное расположение в прирешеточной зоне, и вставок в отверстиях решетки на потоки газа и жидкости приводит к интенсивному перемешиванию и взаимодействию газа Ижидкости, а в целом к увеличению как их пропускной способности, так и степени равномерного распределения газового потока на контактной ступени массообменного аппарата, т.е. увеличивается пропускная способность решетки за счет равномерного распределения фаз в прирешеточной зоне. Таким образом, использование небольшого слоя сферических тел в прирешеточной зоне с ограниченным перемещением, выполняющих роль элементов дробления н контакта взаимодействующих фаз газа с жидкостью, а также генератора движения вставок позволяет не только увеличить эффективность работы, но и придать газораспределительной решетке роль контактного устройства в массообменном аппарате. В этом плане газораспределительная решетка со спиральным по вертикали расположением сфер (фиг.З) более предпочтительна, так как при эТом увеличивается поверхность и время контакта фаз.

фиг. 2

Buff В

ФигЛ

Фиг. 5