Тепломассообменная тарелка для эпюрационных колонн Советский патент 1992 года по МПК C12F1/04 B01D3/20 

Изобретение относится к области аппаратурного оформления процесса получения этилового спирта методом ректификации и может найти применение в пит щевой, спиртовой, химической и ряде других смежных отраслей промышленности. . . : ; . . -, ..:

Известна тепломассообменная тарелка с переливными устройствами сег- ментного типа.

К основным недостаткам указанной .конструкции следует отнести ее ргра- ничейную пропускную способность по жидкости, обусловленную неудовлетворительными условиями деаэрации про- контактировавшей жидкости,поступающей

в перелив; а также существованием поперечной неравномерности в проточной , части тарелки, связанной -с неоднородным запитываниём ее входного участка, что снижает производительность колонного массробменного оборудования и отрицательно сказываются на эффективности разделения.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к. предлагаемой является тепломассообмей- иая тарелка, включающая горизонталь ное оснрвание с контактными элементами и переливной карман со сливной перегородкой, снабженной деаэраторами лепесткового типа. .

Ч

OQ 00 00 СО

сл

Наличие деаэрационных устройств в - переливном кармане обеспечивает существенное увеличение пропускной спо- собности контактной ступени по жидкости. При этом положительный эффект достигается вследствие нарушения сплошности потока жидкости, покидающей тарелку. В результате облегчается отвод паровой фазы из перелива. Одновременно снижается вероятность проскока пара на нижележащую ступень контакта по жидкостному тракту. В то же время существование эффекта отражения про- контактировавшей жидкости от криволинейной поверхности стенки корпуса колонны к центру сливного кармана приводит к интенсивному запитыванию участков нижераспЪложенной тарелки, непосредственно примыкающих к продольной оси. Перечисленные факторы приводят к возникновению жидкостного байпаса на участках, характеризующихся повышенной нагрузкой по жидкости. Вместе с тем в пристенных областях тарелки образуются обширные застойные зоны, практически не принимающие участие в процессе массообмена. Таким образом, разделяющая способность тарелки в ряде случаев оказывается низкой.Существенным недостатком, относящимся ко всем барботажным тарелкам со стандартной сливной перегородкой, является также наличие зоны полного перемеши-1- ванйя, непосредственно примыкающей к линии слива и также заметно снижающей эффективность массообмена.

Цель изобретения - повышение качества очистки этанола от примесей за счет интенсификации процесса массообмена „

Цель изобретения - повышение качества очистки этанола от примесей за счет интенсификации процесса массообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в тепломассообменной тарелке для эпюрационных колонн, содержащей горизонтальное основание с контактными элементами и переливной карман со

сливной перегородкой, сливная перегородка представляет собой смещенные

одна относительно другой в вертикальной и горизонтальной плоскостях вертикальные пластины с козырьками, соединенные между собой горизонтальными перфорированными поддонами, при этом высота пластин увеличивается 8 направлении движения жидкостного пото

5

5

ка, а ширина козырьков уменьшается от центра переливного кармана к его периферии.

При таком выполнении изменяется , гидродинамическая обстановка на данном участке тарелки, поскольку в этом случае удается существенно облегчить условия стока жидкой фазы без обра- - зования вертикальных циркуляционных контуров, являющихся причиной возникновения зоны прлного перемешивания. В то же время активный сток жидкости в переливной карман через отверстия в поддонах сводит к минимуму вероят- .ность проскока пара на нижележащую ступень контакта. Одновременно на выходе тарелки складываются благоприятные условия для подавления эффекта отражения проконтактировавшей жидкости от криволинейной поверхности стенки корпуса колонны, что достигается благодаря увеличению высоты пластин в направлеиии движения жидкостного потока. За счет уменьшения ширины козырьков от центра переливного кармана к его периферии обеспечивается интенсификация притока жидкости в боковые секции переливного кармана ввиду различной степени экранирования перфорации поддонов.

На фиг. 1 представлена тепломассо- обменная тарелка, вид сверху; на фиг. 2 - то же, продольный разрез на фиг. 3 узел I на фиг. 1; на , 5 Фиг. 4 - узел II на фиг. 2,

Тарелка включает горизонтальное основание 1 с контактными элементами

2и переливной карман 3 со сливной перегородкой, представляющей собой сме ценные одна относительно другой в вертикальной и горизонтальной плоскостях вертикальные пластины 4 с козырьками, 5, соединенные между собой горизонтальными перфорированными поддонами б.

5 При этом высота пластин k увеличивается в направлении движения жидкостного потока, а ширина козырьков 5 уменьшается от центра переливного кармана

3к его периферии.

0 Тепломассообменная тарелка работает следующим образом.

Погон спирта с примесями, выделенными при эпюрации бражки, конденсируется и в виде водно-спиртового кондеи5 сата направляется на очистку в эпюра- ционнуй колонну, где поступает на горизонтальное основание 1 первой по ходу движения жидкостного потока тарелки с контактными элементами 2 и вэаи-1

0

подействует с выходящим потоком паро- вой фазы. После прохождения рабочей части тарелки двухфазная смесь сбрасывается в переливной карман 3, подвер-j, гаясь деаэрации при столкновении со сливной перегородкой. При этом часть жидкости стекает с тарелки через отверстие в горизонтальных поддонах 6, отделяясь от паровой фазы. Уменьшение ширины козырьков 5 от центра переливного кармана 3 к его периферии обес- - печивает рациональное перераспределение жидкостной нагрузки по длине линии слива, интенсифицируя приток про- контактировавшей жидкости в боковые секции переливного кармана 3 активи- зируя тем самым транспорт жидкой фазы в периферийных областях основания 1 нижележащей ступени контакта и предотвращая, таким образом, возникновение байпасных и рециркуляционных потоков, а та кже застойных зон. Увеличение высоты пластин k в направлении движения жидкостного потока облегчает сток жидкости вследствие создания гидродинамического каскада со сливом жидкой фазы на нескольких уровнях, что препятствует образованию зоны полного перемешивания на выходе тарелки.

риг. 2

88356

Аналогичные явления имеют место на всех тарелках эпюрационной колонны, что в конечном итоге позволит до-4 биться повышения эффективности процесса мэссообмена.

Формула изобретения

Тепломассообменная тарелка для эпюрационных колонн, содержащая горизонтальное основание с контактными элементами, приемный и переливной кар- маны со сливной перегородкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества очистки этанола от примесей за счет интенсификации процесса массообмена, сливная перегородка представляет собой смещенные одна от- носительно другой в вертикальной и горизонтальной плоскостях вертикальные пластины с козырьками, соединенные между собой горизонтальными перфорированными поддонами, при этом высота пластин увеличивается в направлении движения жидкостного потока, а ширина козырьков уменьшается от центра переливного кармана к его периферии. N

фИГ. t

Изобретение .относится к аппаратурному оформлению процесса получения этилового спирта методом ректификации и может найти применение.в пищевой, спиртовой, химической и других отрас - лях промышленности. Цель изобретения - повышение качества очистки этанола от примесей за счет интенсификации прот цесса массообмена Тепломассообменная тарелка включает горизонтальное основание с контактными элементами и переливной карман ео сливной перегородкой, представляющей собой смещенные одна относительно другой в вертикальной и горизонтальной плоскостях вертикаль- ные пластины с козырьками,соединенные .между собой горизонтальными перфори- ; резанными поддонами. При этом высота пластин увеличивается в направлении движения жидкостного потока, а ширина козырьков уменьшается от центра переливного кармана к его периферии. 4 йл. с Ј W С