Сетчатая не проливающая жидкость тарелка для ректификационных колонн Советский патент 1933 года по МПК B01D3/22 

Для теснбго перемешивания паровой (газовой) и жидкой фазы в химических аппаратах применяются два приема: а) поверхностное соприкосновение газа и жидкости при непрерывном распределении фаз на нисходящие и восходящие струйки, для чего служат: скруббера с насадкой, колонны ректификационные с сетками и ситами (при сплошном заполнении и без перетоков), распыление жидкости в газе при помощи вращающихся дисков, конусов, турбодисперсоров и т. п., б) распределение газа в виде бесчисленных струек и пузырьков в жидкостном слое, имеющем ориентированное горизонтальное направление и локализованный сток (сегменты, переточные Трубки гидравлического затвора), для «fero применяются колонны с колпачковыми тарелками, тарелки ситчатые и сетчатые. у;

Преимуществом первого способа работы является небольшое гидравлическое сопротивление аппарата и большая поверхность контакта фаз в единице объема аппарата, простота изготовления и - для насадочных скрубберов - легкость и надежность обслуживания, а недостатками: необходимость оперировать со значительными количествами жидкости во избежание сухости насадок и опасность неравномерного орошения,

160)

т.-е. хода жидкости и газа по различным, руслам без взаимодействия фаз.

Достоинства колпачковых тарелок заключаются в наде | ности в смысле непроливания жидкости с отдельных тарелок в куб и в простоте обслуживания и пуска.

Недостатками являются недостаточный контакт фаз и большой вес та-релки.

Достоинства сетчатой и ситчатой тарелок: хороший контакт фаз, малый вес,. простота конструкции, а недостатки их: проливание жидкости тарелок в куб при колебаниях или прекращении давления паров (и газов), поддерживающего жидкость на сетке и сите, трудность пуска и длительный период наладки колонны (час-два после начала работы у сетчатой, при немедленном пуске колпачковой, колонны).

Большим недостатком колпачковыхтарелок оказывается значительное мертвое пространство-большой слой неработающей жидкости (ниже прореза колпачков). При ректификации жидкого воздуха сетчатая тарелка дает после 20 мин. остановки азот чистоты 80%,, колпачковая после 20 мин. остановки- 98% чистоты азота.

Предлагаемое изобретение имеет в, виду соединить в одной конструкции::

положительные стороны перечисленных устройств в форме сетчатой непроливающей тарелки, в которой применены гидравлический затвор между центральной переточной трубкой и верхним краем конического сетчатого зонта, и у нижнего края последнего - гидравлический карман для сбора жидкости при перепаде давления.

Движение жидкости с горизонтального верхнего сита на ниждее происходит через гидравлический затвор и конический непроливающий зонт, пропускающий пары, благодаря чему увеличивается поверхность соприкосновения паров и жидкости.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез предлагаемой тарелки; фиг. 2-вертикальный разрез варианта конического зонта и фиг. 3 - вариант гидравлического кармана.

Под горизонтальной сеткой (или ситом) е с числом отверстий на квадратный сантиметр, опытно подобранным по сорту жидкости (от 40 до 4), расположен конический сетчатый зонт д для движения перетекающей жидкости от центра к периферии (фиг. 1). Наклонная сетка может быть заменена концентрическими коническими поясами т с разрывом между ними для прохода газа (фиг. 2), одним концом опирающимися на ребро р. Между переточной трубкой к в центре, играющей роль центрирующего и опорного стакана, и верхним краем конического зонта д помещается гидравлический затвор г. У нижнего края зонта д расположен гидравлический карман а, ж, S, б, п, для стока жидкости в момент остановки колонны или падения давления; действие кармана основано на том, что давление до сетки больше давления над сеткой. Поэтому при нормальной работе колонны жидкость оказывается сполна вытеснен юй из кармана через соединительную трубку о на сетку. Пространство под частью в пусто. При перепаде давления жидкость с горизонтальной сетки е будет по наклонному сетчатому зонту д стекать в карман и запол;нит его полностью или частично, в соответствии с упавшим давлением. При возобновлении давления жидкость вновь

вытесняется чрез пояс ж на соседнюю сетку е и немедленно полностью восстанавливает коэфициент ее действия.

На; фиг. 3 изображен вариант кар мана. Движение жидкости по радиальным (а не диаметральным) расстояниям увеличивает коэфициент полезного действия тарелки. Коэфициент этот растет также в виду наличия наклонной сетки, содействующей контакту газа и жидкости в течение стока ее к гидравлическому затвору, чего нет при существующих конструкциях тарелок.

Увеличение коэфициента полезного действия тарелки позволяет уменьшить высоту колонны и тем самым свести к минимуму тепловые потери колонны в связи с увеличением (процентов на десять) её диаметра, вследствие устройства гидравлического кармана. Наличие гидравлического кармана с высоким и узким слоем жидкости в нем затрудняет испарение при остановке колонны, поскольку количество выкипающей во время остановки жидкости пропорционально поверхности испарения.

Расстояние между .тарелками и общий вес тарелки остается минимальным, по сравнению с сетчатой или колпачковой тарелкой, при использовании стенок с карманов в качестве кожуха колонны.

В случае надобности увеличить сопротивление каждой тарелки или высоту ее слоя без увеличения расстояния между тарелками, действие гидравлического затвора усиливается соединением его пространства ;трубками не с паровым пространством соседней ниже лежащей (второй) тарелки, а с паровым простран ством тарелки, третьей по счету от нее.

Предмет изобретения.

Сетчатая хнепроливающая жидкость тарелка для ректификационных колонн, отличающаяся применением гидравлического затвора г между центральной переточной трубкой к и верхним краем конического сетчатого зонта д, через которые происходит движение жидкости, и расположенного у нижнего края зонта д гидравлического кармана а, ж, в, б, п для сбора жидкости при перепаде давления.

фиг. 1

:з::г:тЦ

.и

ИГ

фнг. 5

1Ы

иг. S