Контактная тарелка для эпюрационных колонн Советский патент 1993 года по МПК C12F1/04 B01D3/20 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процесса получения этилового спирта методом ректификации и может найти применение в пищевой, спиртовой и ряде других смежных отраслей промышленности.

Известны контактные тарелки с переливными устройствами сегментного типа. К основным недостаткам указанных конструкций следует отнести их ограниченную пропускную способность по жидкости, обусловленную неудовлетворительными условиями дегазации проконтактировавшей жидкой фазы,- поступающей в перелив, а также существованием ярко выраженной поперечной неравномерности в зоне контакта взаимодействующих фаз, связанной с неоднородным запитыванием входного участка проточной части тарелки. Перечисленныефакторы сдерживают производительность колонного массооб- мённого оборудования и отрицательно сказываются на эффективности разделения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является контактная тарелка, включающая горизонтальное основание с контактными элементами и переливное устройство, вертикальная стенка которого снабжена диаэраторами, причем каждый из них выполнен в виде прикрепленной.к ее плоскости пластины с рассекателями, установленными попарно.

4 00 ЧЭ СЛ

Jb.

чэ

Наличие деаэрационных устройств в переливном кармане обеспечивает значительное увеличение пропускной способности контактной ступени по жидкости. При этом положительный эффект достигается вследствие нарушения сплошности потока жидкости, ЛГкидающего тарелку. Одновременно снижается вероятность проскока пара на нижележащую ступень контакта по жидкостному тракту. В то же время существование эффекта отражения прокон- тактировавшей жидкости от криволинейной поверхности стенки корпуса колонны к центру сливного кармана приводит к интенсив- номузапитыванию участков нижерасположенной тарелки, непосредственно примыкающих к её продольной оси. Отмеченные обстоятельства приводят возникновению жидкостного байпаса на участках, характеризующихся повышенной нагрузкой по жидкости: Вместе с тем о пристенных областях тарелки образуются обширные застойные зоны, практически не принимающие участия в процессе массооб- мена. Таким образом, разделяющая способность тарелки в ряде случаев оказывается весьма низкой.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса массообмена за счет рациональногоперераспределенияжидкостного потока.

Поставленная цель достигается тем, что в контактной тарелке для эпюрационных колонн, включающей горизонтальное .основание с контактными элементами и переливное устройство, вертикальная стенка которого снабжена деаэраторами, выполненными каждый в ввиде прикрепленной к ее плоскости пластины с рассекателями, установленными попарно, согласно изобретению, рассекатели, направленные от центра к периферии, снабжены лопатками, расположенными наклонно к краям переливного устройства, и выполнены выпуклыми, при этом выпуклая часть рассекателей, направленных от центра к периферии, обращена к стенке корпуса колонны, а их длина превышает длину рассекателей, ориентированных к центру переливного устройства. Целесообразно также выполнять лопатки перфорированными с увеличением .их свободного сечения от центра к периферии.

Перечисленные конструктивные приемы направлены на активизацию запитыва- ния боковых зон переливного кармана, что. в частности, достигается посредством установки лопаток, обеспечиваюа1их организованный сток жидкости, количество которой возрастает от центра к периферии также благодаря профилированию рассекателей и

несимметричности деаэраторов. Организация принудительного транспорта дополнительных объемов жидкой фазы в периферийных секциях перелива способствует рациональному перераспределению

жидкостной нагрузки по длине входного

участка нижележащей тарелки и ее рабочей

части. Следствием этого является выравнивние профиля фронта жидкости и вымывание

0 застойных зон-. того, наличие у лопаток перфорации обеспечивает плавное нарастание интенсивности запитывания боковых участков переливного устройства. Рациональное перераспределение жид5 костного потока достигается тем, что рассекатели, направленные от центра к периферий, снабжены лопатками, расположенными наклонно к краям переливного устройства и выполнены выпуклыми, а также

0 при помощи того, что выпуклая часть рассекателей, направленных от центра к периферии, обращена к стенке корпуса колонны, а их. длина превышает длину рассекателей, ориентированных к центру переливного ус5

тройства в сочетании с выполнением лопаток перфорированными таким образом, что их свободное сечение увеличивается от центра к периферии.

На фиг. 1 представлен вид в плане кон0 тактной тарелки; на фиг, 2 показано аксонометрическое изображение деаэраторов.

Контактная тарелка для апюрационных колонн включает горизонтальное основание 1 с контактными элементами 2 и переливное

5 устройство 3, вертикальная стенка 4 которого снабжена деаэраторами, выполненными каждый в виде прикрепленной к ее плоскости пластины 5 с рассекателями 6, 7, установленными попарно. Рассекатели 6,

0 направленные от центра к периферии, снабжены лопатками 8, расположенными наклонно к краям переливного устройства 3, и выполнены вШуклыми, при этом выпуклая часть рассекателей 6 обращена к стенке

5 корпуса колонны, а их длина превышает длину рассекателей 7, ориентированных к центру переливного устройства 3. Лопатки 8 выполнены перфорированными, при этом свободное сечение лопаток 8 увеличивается

0 от центра к периферии.

Тарелка работает следующим образом. Погон спирта с примесями, выделенными при эпюрации бражки, конденсируется и в виде водно-спиртового конденсата на5 правляется на очистку в эпюрационную колонну, где поступает на горизонтальное основание первой по ходу движения жидкостного потока тарелки с контактными элементами 2 и взаимодействует с восходящим потоком паровой фазы. После прохождения

рабочей части тарелки двухфазная смесь сбрасывается в переливное устройство 3, подвергаясь деаэрации при столкновении с поверхностями пластины 5, прикрепленной к вертикальной стенке 4, а также рассекате- лей 6, 7 и лопаток 8. При ударе о деаэраторы происходит разрушение пенной структуры проконтактировавшего потока, вследствие чего имеет место быстрое отделение паровой фазы и ее отвод из объема переливного устройства, рабочее пространство которого оказывается в состоянии приять значительно большую нагрузку по жидкости, обеспечив тем самым увеличение пропускной способности колонны.

Одновременно наблюдается перераспределение потока жидкости в поперечном сечении переливного устройства, характеризующееся принудительным запитывани- ем его боковых секций, что обусловлено различной длиной отражающих поверхностей, а также профилированием рассекателей 6 и наличием лопаток 8, наклон которых от центра переливного устройства к периферии способствует транспорту жидкости в

том же направлении, а выполнение их перфорированными позроляет осуществлять процесс перераспределения жидкости в объеме, исключая при этом скачкообразное изменение локальной жидкостной нагрузки. Таким образом, удается практически полностью компенсировать влияние негативного эффекта отражения проконтактировавшей жидкости от криволинейной поверхности стенки корпуса колонны, создав при этом на входе нижележащей тарелки профиль распределения жидкостной нагрузки, близкий к оптимальному, исключив тем самым возможность образования на основании 1 тарелки байпасных потоков, а также застойных зон и циркуляционных контуров.

Аналогичные гидродинамические явления будут иметь место на всех тарелках эпюра ционной колонны, что в конечном итоге позволит добиться повышения эффективности процесса массообмена и снизить содер- жание примесей в продукте без привлечения дополнительных энергетических затрат;

Изобретение относится к пищевой, спиртовой и ряду смежных отраслей промышленности, Контактная тарелка для эпюрационных колонн содержит горизонтальное основание с контактными элементами и переливную вертикальную стенку с закрепленными на ней деаэраторами, каждый из которых выполнен в виде пластины с установленной на ней парой рассекателей. Один из рассекателей установлен под углом к пластине в направлении от центра к периферии, а другой - в направлении к центру тарелки. На рассекателях, направленных от центра тарелки к периферии, наклонно к краям переливной вертикальной стенки установлены лопасти. Рассекатели, направленные от центра к периферии, изогнуты по дуге таким образом, что их выпуклая часть обращена к стенке колонны, а длина этих рассекателей превышает длину рассекателей, направленных к центру тарелки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Форму л а изобретен и я

риг. 5