Контактная тарелка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1992 года по МПК B01D3/20 B01D3/30 

(Л

С

Использование: для разделения компонентов, в том числе расслаивающихся смесей. Сущность изобретения: в массообменной тарелке дополнительно установлен патрубок 8 с возможностью его вертикального перемещения в отверстии 7 подвода жидкости в V-образную трубку 5. Верхний конец патрубка 8 закреплен в теле 9, обладаюшим промежуточной плавучестью. 1 ил.

ч о со

ю

Изобретение относится к химической технологии, а точнее к устройствам для осуществления тепломассообменных процессов, и может быть использовано для разделения компонентов, а адсорбции и десорбции газов, в том числе для расслаивающихся смесей.

Известна массообменная тарелка для разделения .расслаивающихся смесей, включающая горизонтальную плиту с паровым патрубком и размещенным на нем клапаном, уело с промежуточной плавучестью, закрепленное на верхней части парового патрубка. При этом паровой, патрубок установлен в горизонтальной плите с возможностью вертикального перемещения, а под паровым патрубком установлен паровым патрубком установлен пароотражатель.

Недостатком такой тарелки является то, что она может быть использована только для случаев поперечного движения контактирующих фаз, что снижает скорость массо- передачи. Этот недостаток ограничивает область эффективного использования тарелки.

Известная контактная тарелка для тепломассообменных процессов, обеспечивающая взаимодействие фаз в восходящем завихренном nps, молоке. Она содержит горизонтальное полотно и закрепленные на нем контактные элементы с завихрителями и узлы подвода жидкости к этим завихрите- лям, выполненные в виде U-образных трубок с дозирующими отверстиями в области подвода жидкости к завихрителю. Эта тарелка выбрана в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что его невозможно использовать для эффективного разделения расслаивающихся смесей (например для разделения смесей типа азотная кислота - четырехокись азота), т.к. в подводящие U-образныетрубки поступает и нижний слой расслоенной на тарелке жидкости, что значительно (в несколько раз) снижает эффективность разделения таких смесей. Недостатком прототипа является также то, что в подводящую U-образную трубку ее отверстие расположено на полотке тарелки. Это вызывает закупорку отверстий, подающих жидкость в область завихрения и, за счет этого, снижает надежность работы тарелок в массообменном аппарате.

Целью изобретения является расширение области эффективного использования и повышение надежности работы тарелки.

Поставленная цель достигается тем, что контактная тарелка для тепломассообменных аппаратов, включающая полотно с раз- мещенными на нем контактными

элементами, узлы подвода жидкости ч гшде U-образных трубок и тела с промежуточной плавучестью, снабжена дополнительным патрубком, установленным в U-образной

трубке и размещенным в этой трубке с возможностью вертикального перемещения. При этом верхний срез патрубка закреплен в теле с промежуточной плавучестью.

На чертеже представлен продольный

разрез тарелки.

Тарелка содержит полотно 1 с размещенными на нем контактными элементами 2, выполненными в виде патрубков, в нижней части которых закреплены завихрители

потока газа 3,а в верхней части закреплены сепарационные колпачки 4. Узлы подвода жидкости выполнены в виде U-образных трубок 5, закрепленных одним концом в полотне, а другим - в центре завихрителя и

снабжены дозирующими отверстиями 6 подающими жидкость в зону завихрителя потока. В отверстие 7 подвода жидкости в U-образную трубку установлен патрубок 8 с возможностью его вертикального перемещения. Верхний срез патрубка закреплен в теле с промежуточной плавучестью 9. Ог- бортовки 10 и 11, выполненные на торцах U-образной трубки 5 и патрубка 8, предназначены для предотвращения полного выхода патрубка 8 из отверстия 7 и исключения перетечки нижнего слоя жидкости на тарелке в зону контакта фаз. В полотне 1 закреплен переливной патрубок 2.

Работа тарелки иллюстрируется рисунком. При появлении на тарелке расслаивающейся смеси, образуются слой 13 и слой 14 с различными плотностями жидкости. При этом тело 9 с промежуточной плавучестью (выполняется из известного материала и известными способами) разместится над нижним слоем 14, а в патрубок 8 будет поступать жидкость верхнего слоя 13. За счет этого в зону завихрения через отверстия 7 будет поступать (движение жидкости и пара показана стрелками) только жидкость этого слоя, а жидкость нижнего слоя будет переливаться на нижележащие тарелки не вступая в контакт с паром. При изменении высоты слоя (например нижнего), тело 9 опустится вниз вместе с патрубком 8 и через верхний срез патрубка 8 и в этом случае будет поступать в зону контакта только жидкость верхнего слоя. Если на тарелке повысится нижний слой на максимальную высоту

(до уровня перелива 12), тогда тело 9 поднимает патрубок 8 до такой степени, когда жидкость (обогащенная тяжелым компонентом) совсем не будет поступать в зону контакта фаз, что исключит отрицательное

влияние этой тарелки на эффективность разделения фаз R ассообменном аппарате.

Если же на тарелке будет только жидкость верхнего слоя - тело 9 полностью опуститься вниз. Это позволит исключить попадание из осадка на полотне механических примесей и солей в отверстия 6 и предотвращает их закупорку, что повышает надежность аппарата.

Экспериментальные работы по разделению расслаивающейся смеси азотная кислота - четырехокись азота показали, что при исключении попадания в зону контакта фаз нижнего слоя (обогащенного кислотой) можно повысить эффективность разделения фаз в 4,5-1,6 раза по сравнению с традиционными способами разделения.

Таким образом, использование предлагаемого решения дает возможность расширить область эффективного его использования в различных массообмен- ных процессах, повысить надежность работы аппаратов и в случаях разделения

жидкостей сильно обогащенных механическими примесями (например, при производстве капролактама на азотно-туковых предприятиях). Достоинством предлагаемо- го решения является также то, что оно может быть использовано и для эффективного разделения других, известных смесей.

Формула изобретения Контактная тарелка для тепломассооб- менных аппаратов, включающая полотно г размещенными на нем контактными элементами, узлы подвода жидкости в виде U- образных трубок и тела с промежуточной плавучестью, отличающаяся тем, что, с целью расширения области эффективного использования и повышения надежности работы тарелки, она снабжена дополнительным патрубком, установленным в U-об- разной трубке и размещенным в ее отверстии для подвода жидкости с возможностью вертикального перемещения, при этом верхний срез патрубка закреплен в теле с промежуточной плавучестью.