Тарелка для тепломассообменных аппаратов Советский патент 1980 года по МПК B01D3/20 

1

Изобретение ; относится к внутреннему устройству массообменных аппаратов, конкретно, к контактным тарелкам тепломассообменных аппаратов, предназначенных для использования в химической и нефтяной промышленности при проведении абсорбции, десорбции, ректификации.

Известна массообменная тарелка, у которой контактные элементы для прояождення газа, находящиеся на основании, расположены под углом к горизонту; сливные перегородки выполнены без гидравлических затворов, а над сливными карманами установлены сепарационные отбойники (насадка) 1.

.Основание тарелки выполнено таким образом, что скорость поступающего на тарелку, газа (пара), имеет составляющую, направленную в сторону слива жидкости, вследс ствие чего сжуществляется инжекция жидкости на полотне тарелки и частично из сливного кармана, в результате чего расход жидкости в зоне контакта может быть увеличен.

Недостатком тарелки является то, что ее площадь используется нерационально - под сливными карманами отсутствуют контактные элементы, вследствие чего производительность тарелки ограничивается границей захлебывания обычной тарелки.

При достижении определенной скорости газа (пара) жидкость не успевает сливаться из кармана и начинает накапливаться на тарелке, в результате чего происходит заброс жидкости на вышележащую тарелку (захлебывание).

Для исключения захлебывания ограничивают расходы жидкости, газа или увеличивают диаметр тарелок, площади переливных карманов и расстояния между TJрелками, что приводит к увеличению габаритов аппарата.

Пр основному авт. свид. № 602203 извесгна тарелка для тепломассообменных ап.паратов, включающая основание с контактными направленными элементами для прохода газа (пара), переливное устройство с расположенной под ним разделительной пластиной, и сепарационные отбойники.

Увеличение производительности данной тарелки достигается тем, что разделительная пластина под переливным устройством установлена на расстоянии относительно корпуса аппарата и нижней кромки переливного устройства, а также основания тарелки, причем под разделительной пластиной расположены дополнительные контактные элементы, например, клапанного типа. Таким образом, вся площадь тарелки используется рационально 2. Недостатком является то, что при работе тарелки, особенно при низких нагрузках по газу, наблюдается провал жидкости в контактных элементах, расположенных непосредственно под сливным устройством, изза чего снижается эффективность действия тарелки. Кроме того, конструкция массообменной тарелки не уменьшает гидростатический уровень в переливном устройстве, и соответственно, расстояние между тарелками в массообменном аппарате. Цель изобретения - увеличение эффективности работы тарелки, при сохранении ее производительности, путем исключения провала, сокращение расстояния между тарелками в массообменном аппарате, преимущественно при низких нагрузках по газовой фазе. Поставленная цель достигается тем, что пластина снабжена установленным под ней козырьком, прикрепленным одним концом к корпусу аппарата и перекрывающим 10-90% площади пластины. Наличие защитного козырька, перекрывающего площади разделительной пластины, позволяет исключить провал жидкости на тарелке, так как между основанием тарелки и козырьком образуется канал с узким сечением, площадь которого меньще суммарной площади контактных элементов, защищенных козырьком. Поэтому, при прохождении газов (паров) на выходе из канаша узкого сечения создается разряжение, и сюда устремляется жидкость из переливного устройства. Образующаяся газо-жндкостная смесь выталкивается с больщой скоростью из канала на основание тарелки, в результате чего полностью исключается провал жидкости на тарелке. При этом из-за наличия зоны пониженного давления в канале узкого сечения устанавливается низкий уровень жидкости в переливном устройстве, что позволяет уменьщить расстояние между тарелками в массообменном аппарате. На фиг. 1 схематически изображена массообменная тарелка, общий вид; на фиг. 2 то же, вид сверху. Предлагаемая массообменная тарелка состоит из основания 1 с расположенными на нем контактными элементами 2, сливной перегородки 3, крепящейся к корпусу аппарата 4, которые образуют переточный канал 5, вертикальной пластины 6, крепящейся к сливной перегородке 3 посредством резьбового соединения, разделительной пласТИНЫ 7, расположенной на расстсмнии от корпуса аппарата 4, основания тарелки 1 и нижней кромки сливной перегородки 3. При этом |)азделительная пластина 7 крепится к вертикальной пластине 6 при помощи пласч тины 8 резьбовым соединение, что позволяет перемещать разделительную пластниу 7 по высоте аппарата, защитного козырька 9, жестко укрепленного на корпусе аппарата 4. Между защитным козырьком 9 и разделительной пластиной 7 образуется канал 10 для прохода жидкости; между защитным козырьком 9 и основанием тарелки 1 обра зуется канал 11 для прохода газа (пара), вертикальная пластина 6 и разделительная пластина 7 образуют канал 12 для прохода жидкости. Благодаря наличию резьбового крепления вертикальной пластины 6 н разделительной пластины 7 в завнсимости от жидкостной нагрузки, можно регулировать сечения каналов 10 и 12 для прохода жидкости. Тарелка работает следующим образом. Газ (пар), поднимающийся снизу колонны, проходит через свободное сечение основания тарелки 1 и взаимодействует с жидкостью, при этом происходит процесс тепяомассообмена. При выходе газа (пара) из канала 11, происходит понижение давления в канале 10 за счет эффекта инжекции. Жидкость из переточного канала 5 поступает в зону пониженного давлення в канале 10. Газожидкостная смесь параллечьным потоком поступает на основание тарелки 1. одновременно подхватывая жидкость из каиала 12. При перекрытии защитным козырьком менее 10 и более 90% площади разделительной пластины практически исчезает эффект инжекции в зоне между разделительной плас тиной 7 и основанием тарелки 1. Таким образом, использование защитного ковырька, укрепленного на корпусе аппарата между разделительной пластиной и основанием тарелки и перекрывающего 10- 90% площади разделительной пластины, позволяет не только увеличить эффективиость работы тарелки, посредством устранения провала жидкости через контактные элементы (создание эффекта инжекции), но и уменьщить расстояние между тарелками, в результате чего уменьщается высота аппарата, сокращается металлоемкость и, соответственно, энергозатраты. Формула изобретения Тарелка для тепломассообменных аппаратов по авт. свид. № 602203, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективностн работы тарелки при сохранении ее производительности путем исключения про