Струйная тарелка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1985 года по МПК B01D3/22 

Изобретение относится к конструкциям тарелок для взаимодействия газа (пара) и жидкости и может найти применение в тепломассообменных аппаратах для проведения процессов . абсорбции, рекгификации, дистилляции и др. ,

. Известны струйные тарелки, полотна которых снабжены контактными элементами, выполненными в виде клапанов, просечек, лепестков и т.п.- Недостатком тарелок данного типа является низкая эффективность работы вследствие однонаправленного движения взаимодействующих фаз в зоне контакта и малого времени пребывания жидкости на тарелке.

Наиболее близкой по технической сущности к.предлагаемой конструкции является струйная тарелка, содержащая полотно, изготовленное из листового материала с прорезями и снабженное наклонными секционирующими отбойниками о Наличие наклонных . (Секционирующих отбойников уменьшает брыз.гоунос жидкости, увеличивает время пребывания ее на тарелке, а также служит дополнительной зоной контакта фаз, повышая тем самым эффективность работы этих тарелок. Полотно тарелки обычно устанавливается на опорных балках, расположенных параллельно направлению движения жидкостного пот6ка 21, .

Недостаток известной констрзтсции заключается в следзпощем. При высоких скоростях газа (пара), .особенно на тарелках, имеющих большую длину полона, основная масса газа (пара) . за счет направленного движения собирается в конце тарелки вблизи слива, в результате чего давление газа (пара) в Конце тарелки становится выше, чем в начале. В свою очередь это приводит к неравномерности распределени газовой фазы в межтарельчатом пространстве, и как следствие, к уменьшению эффективности работы и пропускной способности тарелок в аппаратах большого диаметра,

Цель изобретения - повьгаение зффективности работы тарелки и пропускной способности ее по газу (пару) путем равномерного распределв ния газового (парового) потока в меж тарельчатом пространстве.

Поставленная цель достигается тем что у струйной тарелки для тепломассообменных аппаратов, содержащей полотно с контактными элементами, установленное на опорных балках, расположенных параллельно направлению движения жидкостного потока, и снабженное наклонными секционирующими отбойниками, опорные балки выполнены в виде коробов, имеющих открытые торцы и вьшолненных в сечении в виде профиля трубы Вентури с удлиненной горловиной.

Наличие профилированных в.виде .трубы Вентури с удлиненной горловиной коробов, соединяющих своими открытыми торцами начальную и конечную зоны над тарелкой позволяют газу за счет разности стат1 ческих давлений перемещаться с наименьшими пщравлическими потерями из области повышенного давления в область с пониженным давлением, что обеспечивает равномерность распределения ггазового (парового) потока в сечении аппарата, а следовательно.; и повышение эффективности и пропускной способности тарелок по газу (пару)и

На фиг.1 представлена .струйная тарелка, продольпьй разрез; на фиг.2 - опорная балка в изометриина фиг.З - разрез. А-А на фиг.1 (в изометрии).

Струйная тарелка для тепломассообменных аппаратов включает по.потио 1 с контактными элементами 2, наклонные секцйон.ирующие отбойгшки 3, перегородку 4 и переливнорг карман 5

В качестве контактных з.г1ементов могут быть исгтользованы пластины, клапаны, чешуйки, просечно-вытяжной лист и .

Полотно1 установлено па опорных балках б, вьтолненных в виде коробов, имеющих открьпые торцы и обра31ПЮЩИХ. в сечении :профиль трубы Вентури с у.дликенной горловиной. Боковые стеЕ-1ки 7 по торцам балок 6 целесообразновыполнять со скосом.

Тарелка работает следующим образом.

Жидкость поступает на полотно 1 .из переливного кармана 5, увлекается газовым (паровьм) потоком, проходящим с большойскоростью через контактные элементы 2,- диспергируется на капли и газожидкостный поток ударяется о первьй отбойник 3. Отсепарированная жидкость /:текает на полотно тарелки, снова подхватыва 3 ётся восходящим наклонно потоком газа и сепарируется на следующем о бойнике. Процессы диспергирования жидкости и ее ceпapa J и повторяются многократно, пока жидкость не попадет в переливной карман 5, а из него на нижерасположенную тарелку. Основная часть газового потока, проходящего через тарелку, вследствие его направленного ввода попадает в пространство5 расположенное над конечным участком тарелки и над переливным карманом 5, В результате этого статическое давление газа (пара) в конце тарелки повышается по сравнению с, начальным участком. Часть газового пото ка перемещается по полым опорным балкам 6, выполненным в виде коробов, в зону, расположенную над начальньм участком тарелки, и только потом поднимается на вышерасположе ную стзшень контакта. Этим достига ется перераспределение газового по тока в межтарельчатом пространстве исключается уплотненная зона в кон це тарелки и обеспечивается равномерность работы всех участков таре ки При этом на тарелке достигается благоприятная гидродинамическа обстановка. Проверка работы струйной тарелки проводилась на опытном стенде. В Молонне стенда диаметром 3000 I-IM устанавливалось три тарелки с межт 324 рельчатым расстоянием 400 мм. Свободное сечение полотна, изготовленного из просечно-вытяжного листа, составляло 0,216 . На тарелках устанавливапись с интервалом 200 мм отбойники жалюзийного типа. В сопоставимых усло:виях исследовались настоящая конструкция и струйная тарелка по прототипу с одинаковыми геометрическими размерами. Исследование гидродинамики проводилось на системе вода-воздух, а эффективности работы при десорбции аммиака из водного раствора воздзхом. Скорость газа изменялась от 1,7 до 5 м/С в расчете на рабочее сечение тарелки, а плотность орошения в пределах 14-57 MVM4. В результате исследований быпо установлено, что предлагаемая конструкция позволяе избегать образования уплотненной зоны в конце тарелки, и тем самым, практически исклю-; чить неравномерность распределения газовой фазы по сечению тарелки. Исключение неравномерности распределения газового (парового) потока в межтарельчатом пространстве позволило увеличить эффективность работы тарелки на 20% за счет вьфавнивания скорости газа (пара) по сечению колонны, и как следствие, обеспечения работоспособности всех отбойников, а так- . же повысить на -26% пропускную способность тарелки по газу (пару),за счет снижения уноса жидкости.

СТРУЙНАЯ ТАРЕЛКА ДЛЯ ТЕ1ШОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ, содержащая полотно с контактными элементами, установленное на опорных балках, расположенных параллельно направлению движения жидкостного потока, и снабженное наклонными секционирующими отбойниками, отличающаяс я тем, что, с целью повьшения эффективности работы тарелки и пропускной способности ее по газу (пару) путем равномерного распределения газового (парового) потока в мектар ельчатом пространстве, опорные балки выполнены в виде коробов, именщих открытые торцы и вьшолненных в сечении в виде профиля трубы Вентури с удлиненной горловиной. (2