Колонна Советский патент 1986 года по МПК B01D3/22 B01D53/20 

Изобретение относится к конструкиям ректификационных и абсорбционых колонн, предназначенных для разеления смесей газ (пар) - жидкость, может быть использовано в нефтепеерабатывающей и нефтехимической ромьшшенности для конденсации паов при вакуумной ректификации терически нестойких смесей, например азута.

Цель изобретения - интенсификация тепломассообмена путем регулирования задержки жидкости в контактных зонах колонны за счет гашения скорости струй жидкости и направленного потока пара.

На фиг.1 изображена предлагаемая конструкция колонны с каскадными тарелками, снабженными равномерно расположенными рядами горизонтальньтх перфорированных пластин, разрез; на фиг,2 - характер возрастания шага между перфорированными пласти- нами по высоте контактной зоны; на фиг,3 - характер убывания шага по высоте; на фиг,4 - наклонное расположение рядов пластин и вариант выполнения переменного шага по длине контактной зоны; на фиг.5 - вариант вы- полйения рядов пластин с неравнозначными размерами ячеек как по высоте, так и по длине контактной зоны; на фиг.6 - конструкция каскадной тарелки с отогнутыми краями пластин; на фиг.7 - расположение перфорированных пластин в каскадной тарелке полочного типа.

Предлагаемая конструкция колонны с каскадными тарелками состоит из корпуса 1, горизонтальных перегородок 2 с переливными планками 3 и рядами отверстий 4 для слива жидкости. Б контактной зоне тарелок установлены ряды перфорированных пластин 5, вьшолненных,например, в виде сетки. Пластины установлены под углом к плоскости тарелки с равным или переменным шагом, которьм может быть возрастающим или убывающим по длине контактной зоны. Сетки выполнены с разным или переменным размером ячеек. Края пластин отогнуты вверх или вниз.

Аппарат работает следуюш тм образом.

Жидкость под действием небольшого напора, создаваемого на перегородке 2 с помощью переливной планки 3,

10

15

стекает через отверстия 4 в виде струй на ряды пластин 5, установленных в контактной зоне. Поток пара (газа) попадает в контактную зону через отверстие 6 секторной формы, образованное переливной планкой 3 и корпусом колонны. В контактной зоне струи жидкости контактируют с паром (газом) в перекрестном токе. Стекающие струи жидкости соприкасаются с проволочками сеточных пластин, омывают и огибают их. При этом происходит торможение движения струи жидкости за счет гашения скорости течения жидкости по высоте контактной зоны, создаваемого в результате соприкосновения струй с проволочками сеточных пластин. Вследствие гашения скорости струй поток жидкости в контактной зоне задерживается и подвергается интенсивной обработке поперечно-движущи}1 ся потоком пара. Причем, задержка жидкости в контактной зоне тарелок, определяю- 25 щая их эффективность, регулируется изменением гашения струй по высоте зоны контакта. Гашение скорости стрзлй в контактной зоне связано с сопротивлением, оказываемым проволочками сеточных пластин истечению жидкости, а также с силами гравитации и статического напора, действующими на истечение жидкости по зоне контакта. Сопротивление истечению жидкости по контактной зоне зависит от числа сеточных пластин, просвета между ними, а также от характеристики структуры пластин и их пространственного положения в зоне контакта.

20

30

35

40

Вьтолнение шага между пластинами переменным позволяет достичь равновесия между силами, действующими на стекающие струи, и сопротивлением, оказываемым этому истечению. При этом местоположение этого равновесия по высоте контактной зоны может достигаться как за счет возрастающего характера изменения шага, так и за счет убывающего характера. Местоположение равновесия между силами истечения струи и сопротивлением определяет конкретную величину задержки жидкости в контактной зоне тарелки, следовательно, изменением местоположения равновесия возможно регулировать задержку жидкости на тарелке. Изменением шага между

31

пластинами по высоте зоны контакта равновесие может быть достигнуто как на границах контактной зоны, так и в центральной части этой зоны.

Изменение пространственного положения пластин, точнее изменение угла наклона пластин к плоскости тарелки, позволяет изменять фронт соприкосновения струй жидкости с проволочками сеток. При этом дополнительно к эффекту гашения скорости струй про2567604

исходит направленное отклонение движении) струй от вертикального. Последнее позволяет повысить устойчивость истечения струй жидкости к сдуэу их 5 потоком пара, которое наблюдается при высоких скоростях пара. Повьшение устойчивости истечения струй жидкости с помощью направленного отклонения их навстречу движению потока па- 10 ра позволяет повысить пропускную способность каскадных тарелок: по пару.

(puf.l

3 5

ерие.З

5

Л-4-H -yf З- S f Г//

vjifctHcZ

фие.

, III,Ябшиях, mI fa-mn -JHgy 1 I v M I 1- ,i.

EE-3EEt t / f f

Ir/ mzzm

фцгб

fe

tT /l -14:

/7„л

Wffp-

-.441

: A f WrrrTZ

i4.,l ±b.-iz

Редактор М.Товтин

Составитель А.Сондор Техред И,Верес

Заказ 4854/3 Тираж 663Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

фиг.7

Корректор Т.Колб