Тарелка жалюзийная пульсационная Советский патент 1990 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к массообмен- ным контактным устройствам для тепло- массообменных аппаратов х химическим реакторам и может быть использовано в оборудовании х; мической и смежных отраслей промышленности, в частности в процессах абсорбции, десорбции, рек- рек тификации ,

Цель изобретения - интенсификация массообмена за счет организации саморегулируемого по отношению к скорости пара эжектирования пульсирующего потока жидкости в подклапанное пространство, снижения межтарельчатого перемешивания и уменьшения гидродинамического сопротивления тарелки.

Благодаря сочетанию размещения отражателей между отверстиями полотна и клапанами, выполнения отражателей неподвижными относительно тарелки и

расположения линии соединения (вершины) пластин отражателя ниже их сторон гарантирует, уменьшение провала жидкосто на нижележащую тарелку, т.е. сокращение межтарельчатого обратного перемешивания за счет принудительной подачи эжектируемой жидкости непосредственно к отбортовкам полотна, а также обеспечивает сниже- ние сопротивления тарелки восходящему газовому потоку за счет устранения лобового удара потока газа о нижние поверхности клапана и плавного изменения направления движения газа отражателями на тарелку.

Таким образом, предлагаемое сочетание существенных отличий в целом приводит к созданию нового гидродинамического режима на тарелке, ха- рактеризующегося эффективным массооб- меном в результате эжектирования, через зазоры переменного сечения клапана, регулируемого скоростью пара газа) пульсирующего жидкостного по- тока в подклепанное пространство, в зону максимально высоких скоростей парового (газового) потока, причем газовому (паровому) потоку обеспечивается также пульсирующий режим дни- женияо Новый гидродинамический режим и предлагаемая конструкция характеризуется также минимальньм провалом жидкости на нижележащую тарелку и пониженным сопротивлением жалюзий- ной тарелки. Таким образом, достигается повьшение КПД тарелки на 30- 35% при одновременном снижении требующихся энергетических затрат.

На фиго представлена конструк- ция тарелки, аксонометрия; на фиг.2 тарелка в состоянии покоя; на фиг.З- то же, в рабочем состоянии.

Тарелка жалюзийная включает полотно 1 тарелки с щелевидными отвер- стиями 2, края которых вьшолнены в виде отбортованных вверх.плоскостей 3. Над щелевидными отверстиями 2 расположены клапана из прямоугольных пластин 4, жестко соединенных друг с другом по прилегающим кромкам с размещением линии соединения 5 Bbtoie их сторон. Над щелевидными отверстиями 2 указанные клапаны размещены попарно и таким образом, что г внутренние края их пластин 4 в состоянии покоя соприкасаются над центром отверстий 2 полотна 1 тарелки, а противоположные пластины 4 клапанов по

0 Q 5

О

з 0

5

коятся на отботровках 3. По линии соединения 5 пластин 4 клапанов размещены оси 6, на которых собственно и размещены клапаны. Концы осей 6 в -, свою очередь свободно помещены в переливных перегородках 7. Тарелка снабжена ограничителями подъема 9 клапана о

Внутренние соприкасающиеся над . центром отверстий 2 полотна 1 пластины 4 клапанов вьшолнены по ширине меньше, чем периферийные пластины этих же клапанов.

Между клапанами и щелевидными отверстиями полотна установлены и неподвижно закреплены относительно к полотну тарелки отражатели 8 газового потока. Отражатели 8 выполнены из двух жестко .соединенных прямоугольных пластин, линия соединения которых расположена ниже пластин. Отражатели размещены вдоль центральной оси щелевидного отверстия 2 полотна 1 тарелки о

Соотношения шррины внутренних и периферийных пластин клапана определяются для каждого конкретной системы индивидуально расчетным путем, как клапаны, так и отражатели могут вьтол- няться и штамповкой с сохранением указанных форм.

Тарелка жалюзийная пульсационная работает следующим образом.

Газ (пар) проходит в вьш1ерасполо- женную секцию через шели 2. полотна 1 тарелки.Встречая на своем пути отражатели 8, поток изменяет направление и обтекает периферийные пластины 4 клапановь Под давлением парового потока клапаны отклоняются от равновесного состояния, вращаясь вокруг осей, и образуют зазор между нижними поверхностями пластин клапана и верхними краями отбортовок 3. Через указанный зазор газовый (паровой) поток истекает в газожидкостной слой на тарелке, турбулизируя его, Одновременно при отклонении клапанов от равновесного состояния в результате отмеченного перемещения соприкасающиеся края внутренних пластин 4 клапанов расходятся и образуется зазор между ними. Через этот зазор из застойной зоны над клапанами жидкость начинает перетекать в отражатели Ь и далее через их края эжектируется газовым потоком в подклапанное пространство Таким образом, отражатели 8 выполняют двои5

ную функцию - отражателей газового потока и направляющих жидкой фазы в зону эжекциио Немаловажная роль указанных отражателей и в снижении провала жидкой фазы на нижележащую тарелку, т.е. в снижении межтарельчатого обратного перемеишвания жидкой фазыо

С увеличением скорости газового (парового) потока отклонение клапанов от равновесного состояния увеличивается и, следовательно, увеличивается площадь зазора между краями их внутренних пластин. В результате увеличивается поток жидкой фазы поступающей из застойной зоны к месту эжекции, т,е количество эжектируе- мой в подклапанное пространство ж идкости самопроизвольно растет и таким образом регулируется по скороти газового потока 5

Под действием силы тяжести пластин клапана и столба жидкости (газожидкого слоя) над ними благодаря выполнению пластин клапана различной ширины и относительно нестабильному потоку пара (газа) в колонном аппарате пластины клапана совершают колебательные движения относитель- но занятого ими какого-то среднего положения для газоиого потока данной интенсивности. Эти колебания создают переменные сечения зазорок, через которые на отражатели поступае жидкость, а также и через которые истекает газовый.(паровой) поток в газожидкостной слой на тарелке. В результате достигается эжектирор ание

неравномерного пульсирующего по мас

се жидкостного потока, а также пульсирующий поток газа (пара) по тарелке Отмеченное усиливает колебательные движения клапанов вокруг среднего положения, что исключает возмож- иость прекращения рассматриваемых пульсапий.

Ограничителями перемещения клапана является отражатели с одной стороны и верхние края отбортовок по- лотна тарелки с другой стороны.

Жидкость с тарелки перемещается на нижележащую через переливные перегородки 7.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в интенсификации массообмена между жидкостью и паром (газом) на тарелке в результате обеспечения конструктивными отличиями

п 5 0

5 о

0

,

5

366

тарелки эжектирования из застойной зоны регулируемого скоростью газа (пара) пульсирующего жидкостного потока под клапан в зону максимально высоких скоростей газа, а также благодаря организации пульсаций и собственно газового (парового) потока на тарелке. Указанное повышает КПД тарелки, а следовательно, и разделяющую способность колонны, что требует для достижения заданной степени очистки колонну меньшей высоты; снижении провала жидкой фазы на нижележащую тарелку и сокращении межтарельчатого обратного перемешивания неконтакти- руемой с паром жидкой фазы, что также приводит к повышению разделяющей способности колонны; уменьшении гидродинамического сопротивления тарелки восходящему паровому (газовому) потоку в результате исключения лобового газового потока о нижние поверхности клапана, так как отражатели плавно из- изменяют направление движения газового потока на периферийные пластины клапа))а

Указанное снижает общий перепад давления по колонне, что позволяет использовать вспомогательное оборудование меньшей мощности, приводит к экономии энергозатрат. 1Т)ормула изобретения

1 Тарелка жалюзийная пульсацион- ная, содержащая полотно со щелевид- ными отверстиями с отбортованными вверх гглоскостями, располокегшые над ними клапанм из прямоугольных пластин, соединенных между собой по прилегающим кромкам с размещением линии сое- дине1гия Bbmie их сторон, ко1ппл которых свободно помещен 1 в переливных перегородках, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации массообмена за счет организации саморегулируемого по отношению к скорости пара (газа) эжектирования пульсирующего потока жидкости в подклапанное пространство, снижения межтарельчатого перемешивания и умен},шения гидродинамического сопротивле1 ия тарел- .ки, пластины клапана выполнемы жестко соединенными относительно друг друга, размещены над щелевидиыми отверстиями полотна попарно и так, что внутренние части пластин сопряжены над центром отверстий полотна, при этом тарелка снабжена отражателями,

установленными между клапанами и отверстиями тарелки и неподвижно закрепленными по отношению к полотну.

2, Тарелка по п, 1, о т л и - чающаяся тем, что отражатели выполнены из двух жестко соединенных прямоугольных пластин, линия соединения которых расположена ниже пластин, 3„ Тарелка поп, 1, отличающаяся тем, что отражатели размещены вдоль центральной оси щелевидного отверстия полотна.

4, Тарелка по По 1, о т л и ,- чающаяся тем, что внутренние части пластин клапанов вьшолне- ны по щирине меньше периферийных пластин этих же клапанов„

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов абсорбции, десорбции, ректификации и может быть использовано в отрасли химических реактивов и особо чистых химических веществ. Цель изобретения - интенсификация массообмена за счет организации саморегулируемого эжектирования потока жидкости, снижения межтарельчатого перемещения и уменьшения гидродинамического сопротивления. Пластины клапана выполнены жестко соединенными относительно одна другой, размещены над щелевидными отверстиями полотна попарно и так, что внутренние края их пластин сопряжены над центром отверстия, а между клапанами и отверстиями полотна установлены неподвижно закрепленные по отношению к полотну тарелки отражатели газового потока. Отражатели выполнены из двух жестко соединенных прямоугольных пластин, линия соединения которых расположена ниже пластин, и размещены вдоль центральной оси щелевидного отверстия. Внутренние части пластин клапанов выполнены по ширине меньше периферийных пластин этих же клапанов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

9иг:2