Контактная тарелка Советский патент 1979 года по МПК B01D3/30 

I

Изобретение относится к уст:ройствам для взаи.модействия газа (пара) с жидкостью и может быть использовано в устройства.х абсорбции и ректификации, работающих по принципу прямоточного взаимодействия фаз в зоне контакта.

Известен массообменный аппарат, состоящий из корпуса с размещенными внутри него контактными тарелками в виде полотна, на котором жестко закреплены цилиндрические контактные патрубки, имеющие в верхней части отбойные устройства, а в нижней - многолопастные завихрители. Подвод жидкости в зону контакта осуществляется по питательным трубкам или через щели 1.

Известна контактная тарелка, содержащая полотно с жестко закрепленным на ней контактным патрубком с отбойным устройством в верхней и многополостным завихрителем в нижней части. Ниже полотна установлена коническая вихревая камера, состоящая из полых V-образных лопастей, установленных радиально, жестко прикрепленных к полотну тарелки и заглущенных снизу. Жидкость на тарелке через отверстия в ней

сообщается с внутренней полостью лопастей 2.

Недостатком конструкции этой тарелки является неравномерность распределения капель распыливаемой жидкости по элементам, что снижает эффективность массообмена. К недостаткам приведенных конструкций следует отнести и то, что диаметр контактных патрубков ограничен 150 мм и поэтому на тарелке необходимо устанавливать больщое количество элементов, а это, в свою очередь, приводит к увеличению металлоемкости аппарата, стоимости изготовления и усложнению конструкции. Применение элементов диаметрами вьпне 150 мм приводит к увеличению толщины пленки жидкости и

тем самым к возрастанию уноса жидкости и сниженню эффективности контакта фаз. В то же время контактные элементы диаметром меньще 150 мм могут занимать не более 20% площади полотна тарелки, поэтому несмотря на высокие рабочие скорости в

патрубках 10-20 м/сек, скорость по сечению аппарата будет равна всего 2-4 м/сек. Целью изобретения является усоверщенствование конструкции контактной тарелки.

увеличение производительности и повышение эффективности, снижение металлоемкости и упрощение изготовления.

Сущность изобретения заключается в том, что контактный патрубок в средней части выполнен с продольными тангенциальными щелями, направление которых совпадает с направлением газожидкостного потока, и снабжен сливными карманами, выполненными в виде пластины, являющейся продолжением стенки щели с полудугой в верхней части, направленной к стенке патрубка.

На фиг. 1 показана предлагаемая тарелка; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1.

Контактная тарелка состоит из полотна 1 с жестко закрепленным на нем контактным патрубком 2, имеющим отбойник 3 в верхней части и многолопастной завихритель 4 в нижней части. В средней части патрубка по высоте имеются продольные тангенциальные щели 5 со сливными карманами 6, выполненными в виде пластины, являющейся продолжением стенки П1,ели с полудугой, в верхней части направленной к стенке патрубка. Щели выполнены так, что их направление совпадает с направление.м вращения газожидкостиого потока. Ниже полотна тарелки установлепт коническая вихревая камера, состоящая из полых криволинейных лопастей 7, установленных с зазором и тангенциально к сечению контактного патрубка и заглущенных снизу заглуплкой 8, а сверху внутренней полостью лопастей, соединенных с уровнем жидкости на тарелке. Жидкое,ь с тарелки на тарелку перетекает по переливным трубкам 9.

Устройство работает следующим образом. Газ (пар) с ни.жележащей тарелки проходит между полыми криволинейными лопастями 7 вихревой камеры и приобретает вращательное движение. Жидкость по полым лопастям 7 поступает с полотна 1 вышележащей тарелки, эжектируется закрученным газовым потоком, диспергируется на .мелкие капли и вместе с газом попадает в контактный патрубок 2. Газожидкостный поток на входе в контактный патрубок проходит многолопастной завихритель 4 и приобретает еще большее вращение. Жидкость в поле центробежных сил отбрасывается на стенку патрубка, по которой движется вверх в виде пленки, достигнув тангенциальных щелей 5 проходит через них и стекает по стенке сливного кармана 6 на полотно тарелки. Часть жидкости, проскочившая тангенциальные щели, отделяется от газа, попав в зазор между патрубком 2 и отбойником 3 и стекает на полотно тарелки, откуда по переливным трубкам 9 поступает на нижележащую тарелку. Газ проходит через центральные отверстия отбойника и направляется на выщележащую тарелку. Массообмен между газом и жидкостью происходит

как на поверхности капель жидкости, так и на поверхности турбулизованной пленки жидкости.

Многократное взаимодействие жидкости с газом при распылении жидкости на выходе из внутренней полости криволинейных лопастей вихревой камеры, интенсивное диспергирование жидкости в самой камере при стесненных условиях прохождения газожидкостного потока через многолопастной завихритель, при ударе капель о стенку контактного патрубка и при движении турбулизованной пленки жидкости по стенке обеспечивает высокую эффективность массообмена предлагаемой контактной тарелки.

Таким образом, наличие тангенциальных щелей со сливными кармана.ми в средней части контактного патрубка и отбойника в верхней обеспечивает надежную двухступенчатую сепарацию жидкости любом диаметре патрубка и бсльщих нагрузках как по жидкости, так и по газу. Применение одного элемента на тарелке, вместо многоэлементной конструкции, снимает проблему равномерности распределения жид. кости по элементам, а следовательно, дает возможность вместо распылительной ка.меры с V-образными лопастями, установленными радиально, применять вихревую камеру с полыми криволинейны.ми лопастя.ми, установленными тангенциально, эффективность массообмена в которых значительно выше. Так как единичный контактный патрубок расположен по центру тарелки и может занимать площадь до 70%, то при скорости газа в патрубке 10-20 м/сек, скорость по сечению аппарата составит 7-14 м/сек, что в несколько раз выще, чем в известной контактной тарелке, и на порядок выше, чем в широко применяемых аппаратах с ситчатыми и колпачковыми тарелками.

Формула изобретения

1. Контактная таре.чка для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, содержащая полотно, с жестко закрепленным на нем контактным патрубком с отбойным устройством в верхней части и многлонастным завихрителе.м в нижней и с установленной под полотном конической вихревой камерой, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности массообмена и производительности тарелки, контактный патрубок в средней части выполнен с продольными тангенциальными щелями, направление которых совпадает с направлением газожидкостного потока, и снабжен сливными карманами, выполненными в виде пластины, являющейся продолжением стенки щели с полудугой в верхней части, направленной к стенке патрубка.

2. Тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что вихревая камера выполнена из полых криволинейных лопастей.

Источники ипформации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство кл. В 01 D 3/30, 1964.

2.Авторское свидетельство № 2304832/26 с приоритетом от 1975 г.