Тарелка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1989 года по МПК B01D3/30 

г

СП

Изобретение касается аппаратурного оформления процессов абсорбции, десорбции, ректификации и может быть использовано в подотрасли химических реактивов и особочистых химических веществ. Целью изобретения является интенсификация массообмена за счет создания саморегулируемого по отношению к скорости пара пульсирующего потока эжектируемой под клапан жидкости. Тарелка включает пластины отражателя газа, жестко закрепленные по отношению к тарелке и снабженные дополнительными плоскостями, свободно перемещающимися вокруг осей, причем в нижнем положении верхние края дополнительных плоскостей упираются в нижние поверхности пластин отражателей, а нижние края - опираются на отбортовки полотна. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к массообменны.м контактным устройствам для тепломассооб- мениы.х аппаратов и .химическим реакторам газожидкостного контакта и может быть использовано в оборудовании химической и смежных отраслей промышленности, в частности в процесса.х абсорбции, десорбции, ректификации.

и,елью изобретения является интенсификация массообмена за счет создания само- регулируе.мого по отношению к скорости пара пульсирующего потока эжектируемой под клапан жидкост 1.

На чертеже представлена конструкция предлагаемой тарелки, аксонометрия.

Тарелка включает полотно 1 таре,жи со шелевидными отверстиями 2. Над отверстиями размещены отражатели из прямоуго, 1ь- ных пластин 3, жестко соединенпы.х 11родо,1ь- ными краями. Отражатели закреплены жестко и неподвижно относите,1ьно пологна тарелки. Линия соединения пластин 3 отражателей расположена выше их сторон.

Для нисходяшего перемещения жидкости по тарелкам установлены пере, 1ивные карманы (перегородки) 4, в которых свободно

расположены оси 5. На осях 5 закреплены дополнительные плоскости (пластины) 6, кйторые расположены ниже пластин 3 отражателей газового потока. В состоянии покоя верхние края дополнительных плоскостей 6 упираются в нижние поверхности пластин 3 отражателей, а нижние края - опираются на отбортовки 7 полотна I тарелки. Оси 5 смещены относительно центра дополнительных плоскостей 6 к линии соединения пластин 3 отражателя. Тарелка снабжена ограничителями 8 подъема.

Тарелка работает следующим образом.

Газ (пар) проходит в вышерасположенную секцию через щели 2 полотна 1 тарелки, встречает на своем пути отражатели, изменяет направление и обтекает дополнительные плоскости 6. Давлением парового потока дополнительные плоскости 6 вращаются вокруг осей 5 и занимают определенное положение. Паровой поток проходит через образующиеся зазоры между отбортовками 7 полотна 1 тарелки и нижними поверхностями дополнительных плоскостей 6 и входит в газожидкостный слой на тарелке, турбулизи- руя его. В результате движения дополнительных пластин и благодаря указанному их расположению между верхни.ми краями этих пластин 6 и нижними поверхностями пластин 3 отражателей образуется зазор, через который из застойной зоны над отражателями начинает эжектироваться жидкая фаза в подклапанное пространство. При этом с увеличением скорости газового (парового) потока отклонение дополнительных пластин 6 от равновесного состояния увеличивается и, следовательно, увеличивается площадь зазора, через который эжектирует- ся жидкость, т. е. количество вовлекаемой эжекцией под клапан жидкости самопроизвольно растет.

Под действием силы тяжести дополнительных плоскостей б благодаря аси.ммет- ричному расположению осей 5 относительно центра плоскостей и относительно нестабильного потока пара (газа) в колонном аппарате дополнительные плоскости 6 совер- щают колебательные движения относительно занятого среднего положения. Эти колебания вызывают переменное сечение зазоров для эжекции жидкости. В результате наблюдается неравномерное, пульсирующее по массе эжектирование жидкостного потока в под- клапанное пространство. Указанное усиливает колебательные движения дополнительных плоскостей 6 вокруг среднего положения, а следовательно, и пульсации потока эжек- тируемой жидкости и восходящей газовой (паровой) фазы, что исключает возможность прекр;ицения рассматриваемых пульсаций.

Жидкость с тарелки перемещается на нижележащую тарелку через переливные перегородки 4.

Эффективность работы предлагаемой тарелки проверяют в процессе очистки ди- бутилового эфира до реактивной квалификации «чистый. Очистке подвергается реакционная масса после синтеза дибутилового эфира, получаемого путем дегидратации дибутилового спирта при 120-140°С в присутствии катализатора - серной кислоты

5 в смеси с добавками алюминия серно-кислого. Исходный состав реакционной массы, %:

дибутиловый эфир 97; бутанола 2; масляная

кислота и продукты осмоления остальное.

Параметры периодической ректифика0 ционной колонны: куб 160 л, диаметр 0,1 м, высота 4 м. Ректификация проводится при остаточном давлении 150±10 мм рт. ст. Разовая загрузка составляет 100 кг реакционной массы, в которую вносится 100 г едкого натрия.

I фракция (азеотроп бутанол - дибутиловый эфир) отбирается при те.мпературе до 70 --72°С.

Товарный продукт отбирается при 73± ±1,5°С.

0 На известных тарелках получают 59 кг целевого продукта. При секционировании колонны предлагаемыми тарелками отбирается 73 кг бутилового эфира «чистый. Качество продукта в обоих случаях удовлетворяет требованиям ГОСТа: содержание

5 основного 98%, плотность 0,770 г/см , показатель преломления п -1,3991, /кип 141,9°С.

Предлагаемая тарелка позволяет интенсифицировать на 35-45% массообмен между жидкостью и паром (газом) на тарелке

в результате обеспечения конструкцией тарелки эжектирования из застойной зоны регулируемого скоростью пара (газа) пульсирующего газа, а также благодаря приданию пульсаций и газовому (паровому) потоку.

Формула изобретения

0 плоскостями, установленные над ними отражатели из сплощных прямоугольных пластин, соединенных между собой по прилегающим центральным кромкам так, что линия соединения размещена выше их сторон, переливные перегородки и ограничители подъема,

5 отличающаяся тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет создания саморегулируемого по отношению к скорости пара пульсирующего потока эжектируемой под клапан жидкости, пластины отражателя жестко прикреплены к тарелке и снабжены

0 расположенными под их периферийными кромками дополнительными плоскостями, свободно перемещающимися вокруг осей, при этом верхние края дополнительных плоскостей расположены под нижними поверхностями пластин отражателей, а нижние- края расположены на отбортовке полотна.

5