Двухслойная тарелка Советский патент 1980 года по МПК B01D3/32 B01D3/30 

(54) ДВУХСЛОЙНАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относится к контактным устройствам тарельчатого типа и может быть использовано для процессов тепломассообмена в химическо нефте-газоперерабатывающей и других отраслях промьшшенности. Известна конструкция двухслойной щелевой тарелки, состоящей из двух горизонтальных решеток, установленных одна над другой на расстоянии соизмеримом с шириной щелей и скреп ленных между собой фиксирующими пла ками.. При работе тарелки пар (газ) проходит через обе решетки снизу вверх, навстречу потоку.жидкости. Жидкость стекает через щели верхней, а затем нижней решетки, в. контакт с паром Недостатком известной тарелки является сравнительно узкий диапазсл устойчивой работы Отсутствие возможности отвода (подвода) тепла в зоне контакта фаз. Известна также тарелка, выполнен ная в виде плоских змеевиков из теп лообменных труб, по которым проходит тепло-(хладо) носитель. Змеевик свернуты в виде спирали или в виде параллельных отрезков труб. Каждая тарелка может быть образована из одного или двух змеевиков, уложенных с зазором один на другой. Для увеличения прочности змеевики могут быть уложены на ситчатые тарелки, на которых возможно проведение процесса тепло-массообмена 2 . При работе данной тарелки процесс массообмена происходит в барбот.г1жном слое на ситчатом основании тарелки при противотоке контактирующих фаз. Недостатками этой тарелки являются одноходовость ее по движению потока тепло-(хладо) носителя, отсутствие возможности изменения (регулирования) свободного сечения; повышенные затраты на монтажно-ремонтные работы, так как в .случае повреждения одной из труб змеевика необходимо заменить весь слой или тарелку. Цель изобретения - увеличение производительности тарелки и интенсификация процесса за счет расширения диапазона устойчивой работы тарелки. Поставленная цель достигается тем, что змеевики выполнены из отдельных секций, каткдая из которых состоит из Двух параллельных между собой . труб и расположенной над ними допол-i нительной трубы, соединенной с ними 7 Яоленами. При этом секций одного глоя расположены между секциями другого слоя. Один из слоев тарелки вы ПОЛйенс возможностью перемещения в вертикальном направлении. Коллекто ы снабжены патрубками, соединяющими их с секциями. Секции обоих слоев тарелки соединены с соответствующими коллекторами при помощи легкораэъемных соединений, позволяющих производить сборку и разборку тарелок. Такое конструктивное решение позволяет увеличить производительност и диапазон устойчивой работы, создавая благоприятные гидродинамические УСЛОВИЯ для перемешивания контактирующих фаз на тарелке и обеспечивает оптимальные варианты организации съема (подвода) тепла с единицы объе ма т.епло- массообменного аппарата, Выполнение змеевиков из отдельных секций с возможностью сборки и раз ёорйй Ъ.начительно упрощает монтаж тарелок, их ремонт и обслуживание. На фиг. 1 показана предлагаемая тарелка в статиче ском положении, про дольный разрез; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении; на фиг. 3 - изображена тарелка, вид сверху; на фиг. 4 крепление секции .к коллектору и кон струкция одной секции. Тарелка выполнена двухслойной, калодый слой которой состоит из змее. викрв 1 а коллекторами 2. Змеевикивыполнены в виде секций, каждая из которых состоит из двух параллельных труб 3 и расположенной над ними дополнительной трубы 4, соединенной с ними коленами 5 (фиг.4). При этом секции одного слоя располЪ/кены между секциями другого слоя. Змеевики изготавливаются покОмПлёктно и устанавливаются таким образом, что в обоих случаях тарелки трубы чере дуются между собой. Один слой тарел ки выполнен с возможностью вертикал ного перемещения, другой - жестко закреплен к корпусу аппарата. К . змёеви1 ам подвижного слоя закреплен ребра Жесткости 6, которые при помо щи фиксаторов 7 соединены со штангами 8.Штанги приводятся в движение механизмом вертикального перемещени любого известного типа. Для уДобств.а монтажа и демонтажа тарелок коллекторы снабжены специальными патрубками (не показаны), роединяющими их с секциями змеевиков и позволяющими произвести быструю Последних при необходимости через . Тарелка работает следующим образом, - - - ; Пар (газ) проходит через щели обоих слоев тарелки снизу навстречу стёкакжёй сверху жидкости, жйдййсть сггёкает Через щели йёгэхнёго, а зате нижнёго слоев тарелки, проходя контакт с паром в- обоих слоях. При мал скоростях потоков жидкость по тарелке не задерживается, а с увеличением паро-жидкостных нагрузок, под действием парового потока снизу, на слоях тарелки образуется; барботажный слой, где происходит массообмен между контактирующими фазами. Дальнейшее увеличение скоростей паро-жидкостных потоков приводит к повышению уровня жидкости ц сопротивления тарелки. . Когда перепад давления достигнет определенного заданного значения, срабатывает механизм вертикального перемещения и подвижнь е змеевики 1 при помощи штанг 7 поднимаются вверх, обеспечивая необходимое живое сечение тарелки. А при уменьшении перепада давления на тарелке подвиж-. ные змеевики вместе со штангами опускаются вниз, уменьшая ширину щелей между тpyбкa ш. Таким образом, происходит саморегулирование производительности тарелки в зависимости от перепада давлений, обеспечи- . вающеё широкий диапазон устойчивой работы контактного устройства. Двухслойность тарелки создает лучшие условия для перемешивания контактирующих фаз, так как мезкду слоями потоки распределены равномерно по всей поверхности, стекающая сверху жидкость раздроблена на более мягкие частицы, которые обладают большей поверхностью контакта (соприкосновения) с паром. Для осуществления съема (поДвода) тепла в зоне контакта фаз в трубки 3 и 4 змеевиков по коллекторам подается тепло-(хладо)-носитель. Выполнение змеевиков из отдельных секций и их взаимное расположение (секции), позволяет организовать многоходовую противоточную схему съема тепла, обеспечивающую оптимизацию процесса. теплообмена между тепло-(хладо) носителем и рабочей средой в аппарате. Таким образом, на тарелке осуществляется процесс тепло-массообмена в оптимальных термодинамических и гидродинамическихусловиях, обеспе- . чивающих интенсификацию процесса. Формула изобретения 1.Двухслойная тарелка, каждый слой которой выполнен из змеевика, снабженного коллекторами, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности и интенсификации процесса за счет расширения диапазона устойчивой работы, змеевик выполнен из секций, каждая из которых состоит из двух параллельных труб и расположенной нал ними доцолнитеЛьной трубы, соединенной с ними коленами, при этом сек,ции одного слоя расположены между секциями другого слоя.

7646965

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/

5 2.Патент Японии № 38740,

кл. 13 (7), В Ol.ir(BOl) опублик. 30.09.72.