Контактная тарелка для массообменных колонн Советский патент 1976 года по МПК B01D3/30 

1

Изобретение относится к контактным устройствам и может найти применение в колонных аппаратах, предназначенных для проведения процессов массообмена.

Известна контактная тарелка для массообменных колонн, в системе газ (пар) - жидкость содержащая полотно с отверстиями, кромки которых отогнуты вниз, расположенные в них шаровые клапаны, ограничительные приспособления.

Недостаток этой тарелки заключается в том, что подъем клапана и его вертикальные перемещения требуют дополнительных затрат энергии на транспортировку газа. Наличие переливных патрубков и ограничительных приспособлений приводит к усложнению конструкции тарелки. В предлагаемой тарелке между кромками расположена пластина с отогнутым вниз концом, образующая с кромками отверстия полотиа щели для прохода газа и жидкости, .что уменьшает гидравлическое сопротивление, стабилизирует работу клапанов благодаря их вращению. Кроме того, предоставляется возможность ТОНКОГО регулирования запаса жидкости на тарелке при значительных колебаниях погрузки но газу, исключая захлебывание или провал жидкости. Это позволяет использовать всю площадь тарелки, что в целом интенсифицирует процесс массообмена.

На чертеже схематически изображена предлагаемая тарелка, продольный разрез.

Контактная тарелка представляет собой полотно 1 из ТОНКОГО ЛИСТОВОГО материала, в котором выштампованы отверстия с .отбортованными вниз кромками 2, 3; кромки могут быть выполнены в форме части сферы диаметром несколько большим, а высотой в 2,3- 3 раза меньшей диаметра шарового клапана 4. Между кромками располок ена пластина 5 с отогнутым вниз концом 6 под углом 30- 40°, с образованием щелей а и б для прохода жидкости и газа, при этом проходное сечение для жидкости меньше, чем для газа.

В каждом отверстии расположены шаровые клапаны, диаметром 30-60 мм, имеющие круговые насечки для обеспечения лучшего оцепления компонентов с поверхностью клапанов, изготовленных из материала, объемный вес которого в 2-3 раза больше объемного веса жидкости, участвующей в процессе массопередачи.

Отверстия открыты и свободны для прохода газа через щель.

При одновременном движении газа и жидкости противотоком, под действием кипетической энергии газового потока, проходящего в отверстиях с большой скоростью, шаровой клапан получает направленное вращательное движение в вертикальиой плоскости. ПриниМая, что направление сил проходит через центр отверстия и силы приложены на -сферической поверхности шара в точке О, на шар действует вертикальная составляющая - подъемная сила Р, которая направлена вертикально вверх и стремится приподнять его, а составляющая сила F действует по касательной в точке О в направлении движения газового потока. В результате геометрического сложения сил Р и F, получим результирз ощую силу Q, которая вместе с силой G веса шарового клапана, образует пару сил, приводящую шар во вращательное движение.

Газовый поток, вращая шаровой клапан, вступает во взаимодействие с жидкостью на тарелке, превращает ее в тонкодисперсное, пенное состояние с образованием большого количества вихрей и круговых вирхевых полей, создавая наиболее благоприятное условия переноса массы и энергии.

Жидкость, принявшая участие в процессе массопередачи, увлекается вращающимся шаром и насеченной его поверхностью нагнетается в круговой клин. Жидкость нриноднимает шаровой клапан, улучшает его скольжение, уменьшает сопротивление вращению и через пдели а перетекает на нижлежащую тарелку. Лучшему проходу кидкости через щель а способствует также разрежение, создаваемое скоростиьш газовым потоком в отверстии под шаровым клапаном со стороны отверстия для прохода жидкости под воздействием силы F.

Расположеиие отверстий для прохода газа в тарелки, выполняют с учетом наиболее выгодных условий организации вихревых потоков и выхода жидкости.

Формула изо1бретення

Контактная тарелка для массообменных колонн, содержащая полотно с отверстиями, кромки которых отогнуты вниз, и расположенные в них шаровые клапаны, отличающ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса, между кромками расположена пластина с отогнутым вниз концом, образующая с кромками отверстия полотна щели для прохода газа и жидкости.

Жидкость 6