Опорно-распределительное устройство для контактных аппаратов Советский патент 1992 года по МПК B01D53/18 B01D3/20 

Изобретение относится к оборудовавнию для осуществления тепломассообменных процессов, в частности к опорнораспределительным устройствам для контактных аппаратов, в которых осуществляется взаимодействие противоточных газожидкостных потоков а слое зернистого материала.

Одним из.типов опорно-распределительных устройств является волнистая решетчатая тарелка, которая имеет прорези в полотне тарелки и в боковых стенках, yciraновленных на зтом полотне туннельных колпачков. Жидкость, стекающая по наседке, насыпанной на тарелку, проходит через прорези в полотне тарелки, а газ проходит

через отверстия в боковых стенках колпачков.

Недостатком этой конструкции является то. что она не позволяет равномерно распределять жидкую фазу по сечению аппарата, особенно при малых плотностях орошения. Жидкая фаза, неравномерно стекающая по насадке вследствие разной плотности упаковки в слое, что характерно для зернистого материал а, также неравномерно сливается через прорези плотна тарблки на нижележащий слой. Для каталитических процессов в нижележащем слое катализатора реакция между газом и жидкостью протекает при этом с разной интенсивностью. В результате неполного использования кетализатора наблюдаются потери в выходе целевого продукта и производительности аппарата. Кроме того, 8 процессах, протекающих с выделением тепла, например в синтезе метил-трёт-бутилового эфира из метанола и изобутилена на ионитном формованном катализаторе, в случае неравномерного орошения каталитического слоя наблюдаются местные перегревы катализатора, что приводит к слипанию ионитного формованного катализатора и исключению его из работы, т.е. снижению производительности аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому является опорное устройство для сыпучих материалов в контактных аппаратах, содержащее тарелку с отверстиями над ними колпачками с отверстиями для прохождения жидкости и газа и расположенными в боковых стенках. Стекающая жидкость собирается на дне тарелки и затем сливается через нижние срезы отверстий в боковых стенках колпачков. Газ проходит через те же отверстия выше уровня жидкости.

Недостатком работы данного устройства является неравномерность распределения жидкой фазы по сечению аппарата. 8 этом устройстве жидкость стекает через множество отверстий в боковых стенках колпачков. При этом уровень перелива при малых плотностях орошения, что характерно для каталитических процессов, незначителен. В случае малейшей неточности, в изготовлении или монтаже тарелки (нару-. шения ее горизонтального положения) не обеспечивается равномерного распределения жидкости, происходит неполное использование катализатора, снижение выходов целевого продукта и производительности аппарата.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и увеличение производительности аппарата за счет более равномерного распределения жидкости, а также упрощение 1 лонтажа устройства.

Для достижения указанной цели предлагается опорно-распределительное устройство для контактных аппаратов, содержащее тарелку с отверстиями, над которыми установлены колпачки с отверстиями в боковых стенках. Эти отверстия выполнены по высоте на нескольких уровнях с установкой устройств для диспергирования жидкости под отверстиями нижнего уровня. Примем расстояние между отверстиями нижнего уровня больше расстояния между отверстиями верхнего уровня и определяется по формуле:

tH-(0,95-1,1) Fa/Not

где1н - расстояние между отверстиями нижнего уровня в боковых стенках колпачка;

Fa - площадь поперечного сечения аппарата;

NOT - общее количество нижнего уровня отверстий в боковых стенках колпачка.

NOT. определяется из условия, что уровень перелива жидкости через отверстия нижнего ряда должен быть достаточен для

0 обеспечения равномерного распределения жидкости по сечению аппарата.

-Уровней отверстий в боковых стенках колпачка может быть два или больше в зависимости от нагрузки по газу и порозности

5 зернистого материала.

В предлагаемом устройстве жидкость, скапливающаяся на тарелке, стекает через отверстия нижнего уровня в колпачках. Количество этих отверстий определяется с учетом нагрузки гю жидкости и оно меньше, чем количество отверстий для газа на вышерасположенном уровне.

В результате на тарелке собирается уровень жидкости, обеспечивающий равнО5 мерный ее слив через отверстия нижнего уровня колпачка по всему сечению аппарата. Более высокий уровень перелива жидкости менее чувствителен к горизонтальност монтажа и точности изготовления отверстий тарелки. Для компенсации уменьшения количества точек слива-для жидкости под отверстиями нижнего уровня установлены устройства для диспергирования жидкости, например, в виде набора параллельных пластин, расположенных под углом к вертикали так, чтобы каждая струйка жидкости попадала на пластину и растекалась по ее поверхности, или в виде полукруга с кромкой пилообразной формы. Колпачки,

0 устанавливаемые на тарелку, могут иметь прямоугольную форму или форму трапеции с большим основанием сверху.

Отличием предлагаемого устройства от известного является выполнение отверстий

5 в боковых стенках колпачков на нескольких уровнях, причем расстояние между отверстиями нижнего уровня больше расстояния между отверстиями верхних уровней и определяется по указанной формуле.

0 Известно опорно-распределительное устройство для контактных аппаратов, в котором отверстия в боковых стенках колпачков выполнены на нескольких уровнях. Однако в этом устройстве количество отверS стий на каждом уровне колпачка одинаково все отверстия,служат для прохождения газа и никак не С1вязаны с расходом, жидкости, которая стекает в отверстия в полотне тарелки между колпачками. В таком устройстве распределение жидкости по сечению

аппарата является неравномерными, что ухудшает показатели процесса.

На фиг. 1 показано предлагаемое опорно-распределительное устройство длп контактных аппаратов, план; на фиг. 2 - то же, продольный ра-рез; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1.

Устройство состоит мз тарелки 1 с отверстиями 2 и колпачками 3 над этими отверстиями. В боковых стенках колпачков 3 выполнены отверстия 4 и 5 нижнего уровня для слива жидкости и верхнего уровня для прохождения газа соответстаеино. Под отверстиями 4 для слива жидкости установлены диспергирующие устройства б для увеличения количества точек орошения. На тарелку засыпается слой зернистого материала 7.

Устройство работает следующим образом.

Орошающая жидкость стекает по слою зернистого материала 7, собирается на тарелке 1 и затем сливается через отверстия нижнего уровня 4 в боковых стенках колпачков 3. Жидкость попадает на диспергирующие устройства 6, разбивается ими на мелкие струйки и сливается на нижележащий слой зернистого материала,

Вследствие того, что количество отверстий для слива жидкости 4 рассчитывается с учетом расхода жидкости и оно меньше, чем количество отверстий 5 для газа, на тарелке собирается уровень жидкости, обеспечивающий ее равномерный слив через отверстия 4 по сечению аппарата.

Таким образом, предлагаемая конструкция предусматривает две фазы распределения: предварительное распределение жидкости через отверстия нижнего ряда с устойчивым и равномерным истечением жидкости через каждое отверстие за счет

достато1.но высокого уровня жидкости над отверстиями и последующее перераспределение каждой струйки на диспергирующих устройствах.

При этом достигается равномерное распределение жидкости по сечению аппаратапри достаточно большом количестве точек орошения. В результате происходит более полное использование катализатора, повышается выход целевого продукта и производительность аппарата.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я Опорно-распределительное устройство для контактных аппаратов, содержащее та.релку с отверстиями и расположенными над ними колпачками с отверстиями в боковых стенках, отличающееся тем, что, с целью повышения выхода продукта и увеличения производительности аппарата за счет более равномерного распределения жидкости, а также упрощения монтажа устройства, отверстия в боковых стенках колпачков выполнены по высоте на нескольких уровнях и тарелка снабжена устройствами для диспергирования жидкости, расположенными под отверстиями нижнего уровня, при этом расстояние между отверстиями нижнего уровня больше расстояния между отверстиями верхнего уровня и определяется по формуле

tH (0,95-1,1) Ъ/NoT

гдегн - расстояниемежду отверстиями нижнего уровня в боковых стенках колпачка;

Fa - площадь поперечного сечения аппарата;

NOT общее количество отверстий нижнего уровня в боковых стенках колпачка.

Изобретение относится к оборудованию для осуществления тепломассообменных процессов. Целью изобретения является повышение выхода продукта и увеличение производительности аппарата за счет более равномерного распределения жидкости, а также упрощение монтажа устройства. Опорно-распределительное устройство для контактных аппаратов содержит тарелку с отверстиями и расположенными над ними колпачками, в боковых стенках которых выполнены на нескольких уровнях по высоте отверстия с установкой над отверстиями нижнего уровня устройства для диспергирования жидкости. Расстояние между отверстиями нижнего уровня больше расстояния между отверстиями верхних уровней и оп- оеделяется по формуле Лн =