ПРОТИВОТОЧНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Советский патент 1973 года по МПК B01D3/30 

1

Изобретение относится к массообменным аппаратам химической промышленности.

Известен противоточный аппарат для проведения массообменных процессов, секционированный многослойными тарелками с верхним неподвижным слоем и нижними подвижными слоями, закрепленными на поворотной оси и снабженными равномерно расположенными радиальными рядами отверстий.

Недостаткам известного устройства является недостаточная точность регулирования свободного сечения тарелки, а также разница в размерах и форме отверстий тарелок, образующихся при повороте одного ее слоя относительно другого, т .е. при взаимном смещении соответствующих друг другу отверстий слоев, что обусловливает нера;вномерность распределения свободного сечения тарелки по ее и неодинаковость гидродинамической обстановки в различных районах тарелки.

С целью точного дискретного регулирования свободного сечения тарелки и обеспечения провала материала при смещении радиальных рядов отверстий в тарелках по предлагаемому способу каждый подвижный слой тарелок снабжен секторными вырезами, расположенными между радиальными рядами отверстий, пазом и упором для зацепления.

На фиг. 1 - схема предлагаемого аппарата; на фиг. 2 - многослойные тарелки в разрезе; на фиг. 3 - тарелка, вид сверху; на фиг. 4 - фрагмент развертки боковой поверхкости многослойных тарелок.

Противоточный аппарат состоит из колонны /, разделенной на секции многослойными тарелками 2, бункера 3 и дозатора 4 материала.

Каждая секция снабжена исполнительным механизмом 5, управляющим работой многослойных тарелок 2.

Дозатор 4 материала и исполнительные механизмы 5 управляются в свою очередь единым программным регулятором 6.

Многослойные тарелки 2 состоят из нескольких круглых тарелок провального типа с различным свободным сечением.

Верхняя тарелка 7 неподвижна, все остальные тарелки 8 могут поворачиваться вокруг центральной оси.

Нижние подвИжные тарелки 8 имеют два рода отверстий - отверстия первого рода, определяющие свободное сечение данной тарелки, и отверстия второго рода (например, секторные вырезы), обеснечивающие беспрепятственный провал материала, транспортируемого через отверстия верхней тарелки 7. Нумерация подвижных тарелок 8 возрастает снизу вверх

Все подвижные тарелки 8 имеют одинаковое количество отверстий пер;вого рода, равное количеству отверстий в верхней подвижной тарелке, и в исходном положении каждому отверстию первого рода в каждой подвижной тарелке 8 соответствует соосное с ним отверстие в неподвижной тарелке 7. Диаметры же их возрастают с ростом номера тарелки (снизу вверх), оставаясь меньшими, чем диаметр соосиого с ним отверстия в верхней тарелке 7.

Все отверстия во всех тарелках расположены с равномерным шагом в окружном направлении, равном -- -в верхней тарелке 7 и п

- -в подвижных тарелках 8, п - количеп

ство радиальных рядов отверстий в верхней и нижней тарелке.

Соответственно, количество фиксированных положений каждой подвижной тарелки 8 или 2 п.

Тарелки приводятся в движение с помощью исполнительного механизма 5. Движение от него через коническую шестерню 9 передается на коническое колесо 10, жестко связанное с первой тарелкой 8. Движение с тарелки на тарелку передается с помощью упоров 11, перемещающихся в пазах вышерасположенной тарелки.

Исходное положение соответствует совпадению осей отверстий первого рода во всех тарелках. Все упоры 11 находятся на границах пазов вышерасположенных тарелок. Команды программного регулятора соответствуют углу поворота шестерни 9, пропорционально определенному количеству фиксированных положений тарелок 8. При повороте первой тарелки на угол - его упор 11 занимает полоп

жение в середине паза второй тарелки 8. Отверстия первого рода первой та|релки оказываются под отверстиями второго рода всех вышерасположенных тарелок. При этом под отверстиями первого рода всех вышерасположенных тарелок находятся отверстия второго рода первой тарелки, обеспечивая беспрепятственный цровал материала второй тарелки. Пропускная способность магазина в этом положении лимитируется свободным сечением второй тарелки.

«Выключение тарелок происходит при противоположном направлении вращения шестерни 9 исполнительного механизма 5. Тарелки поворачиваются вокруг центральной оси вращения 12.

Многослойные тарелки 2 периферийной частью неподвижной тарелки 7 крепятся в расточке царги 13.

Предлагаемый аппарат позволяет проводить массообменные процессы в непрерывном, полунепрерывном и периодическом режимах в зависимости от конкретных технологических задач.

1.Непрерывный режим (режим провальной тарелки).

Из бункера с помощью дозатора в колонну непрерывно поступает материал, снизу в колонну поступает газ. Материал поступает на верхний магазин тарелок, образует на нем кипящий слой и, проваливаясь через его отверстия вниз, попадает на нижерасположенные магазины тарелок. По окончании процесса заполнения колонны на каждом магазине тарелок образуется кипящий слой материала, и аппарат работает далее в установившемся непрерывном режиме. Отработавший материал выводится снизу из аппарата.

В отличие от известных аппаратов с провальными тарелками в данном аппарате пропускной способностью тарелок, а следовательно, и средним временем пребывания материала можно управлять, меняя относительное

расположение тарелок в магазине с помощью исполнительных механизмов, получающих управляющие сигналы от программного регулятора. Возможность смены тарелок в процессе работы расширяет диапазон рабочих скоростей газа, при которых аппарат с провальными тарелками будет работать устойчиво.

2.Полунепрерывный режим (по материалу).

Из бункера с помощью дозатора на верхний

магазин тарелок подается определенная порция мaтqpиaлa. При этом отверстия первого рода всех тарелок соосны и секторные вырезы в них совмещены. Газ поступает через отверстия в нижней тарелке совмещены. Газ

поступает через отверстия в нижней тарелке и перфорацию верхней тарелки, проходит через слой материала и уходит из колонны. Через заданный промежуток времени исполнительный механизм верхнего магазина тарелок

разворачивает все подв-ижные тарелки на угол 180° относительно верхней тарелки, располагая при этом секторные вырезы всех подвижных тарелок под отверстиями верхней тарелки, и материал проваливается на нижерасположенный магазин тарелок, который в данный момент закрыт, т. е. все отверстия первого рода всех тарелок соосны и секторные вырезы совмещены.

Через промежуток времени, достаточный

для провала всего материала через верхний магазин тарелок, исполнительный механизм 5 верхнего магазина тарелок, получивщий сигнал от программного регулятора 6, закрывает его, снова совмещая все отверстия первого

рода и секторные вырезы в тарелках. Затем дозатор 4 материала, получивщий команду от программного регулятора 6, вновь насыпает на верхний магазин тарелок такую же порцию материала.

порция материала транспортируется по колонне 1 вышеописанным способом и, пройдя всю колонну, выводится из нее. 3. Периодический режим (по материалу). Способ заполнения колонны / такой же как

и для предадущего случая. Отличие в работе

состоит в том, что отработавший материал выгружается одиовременио со всех тарелок. Секционированные колонны 1 в данном случае преследуют своей целью уменьшить амплитуды пульсаций гидравлического сопротивления аппарата во время работы.

Предмет изобретения

1. Противоточный аппарат для цроведения массообменных процессов, секционированный многослойными тарелками с верхним неподвижным слоем и нижними подвижными слоями, закрепленные на поворотной оси и снабженные равномерно расположенными радиальными рядами отверстий, отличающийся тем, что, с целью обеспечения точного дискретного регулирования свободного сечения

тарелки и обесиечения провала материала при смещении радиальных рядов отверстий Б тарелках, каждый подвижный слой снабжен секторными вырезами, расположенными между радиальными рядами отверстий.

2. Противоточный аппарат по ц. 1, отличающийся тем, что каждый подвижный слой тарелок снабжен пазом и упором для зацепления.

t3 7 П Ш

/

kw///A

N I m////77T / J/

Ы I чхТЩ/1Тч

м t-v laTY i k л /(

x . I

П 8

Ш

Г f ЧЧч ч

XNXNiXXXXXMXXXXNXX

K/x , УЧЧ ч X 4x4 ч

...|. |ч.

п

-±:

-±