Клапанная тарелка Советский патент 1980 года по МПК B01D3/30 

1

Изобретение относится к аппаратур- ному оформлению тепломассообменных процессов в системах (газ) пар - жидкость, а более конкретно к конта ктным устройствам с саморегулирующимся сво-5 бодным сечением, применяюшимся в колонных аппаратах и работающим в широком диапазоне изменения нагрузок по газу (пару).

По основному авт. св. № 341498 О известна клапанная тарелка, используемая для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар) жидкость, содержащая основание, снабженное клапанами с просечками 15 (прорезями) в верхней их стенке, и продольными вертикальными перегородками , приемный и переливной Карманы 1.

Однако во время работы устройства 20 кидкость перемещается по тарелке за счёт разностей уровней жидкости у приемной и сливной перегородок. При больших жидкостных нагрузках или при значительной длине пути потока 25 жидкости в результате наличия градиента тарелка работает неравномерно, что выражается в провале жидкости в месте ее поступления на тарелкУ и в значительном уносе, на- 30

блюдающемся вблизи переливного кармана. Это приводит к снижению эф«фективности работы тарелки в целом.

Целью изобретения является повышение пропускной способности тарелки по жидкости.

Цель достигается тем, что прорези на поверхности клапана расположены в сторону движения жидкостного потока под углом 45 - 135.

При работе тарелки перемещение от приемного к переливному карману в этом случае осуществляется уже не за счет разности уровней жидкости у приемной и сливной перегородок, а за счет кинетической энергии газовых (паровых) струй, выходящих из про--сечек, что повышает пропускную способность тарелки по жидкости. Действительно, интенсивность перемещения жидкости зависит от величины составляющей кинетической энергии газового потока, совпадающей с направлением движения жидкостного потока. При этом величина составляющей зависит от количества газа, выходящего из просечек, а также от ориентации просечек относительно направления движения жидкостного потока. Поскольку площадь просечек - прорезей, раз.мещенных на клапанах, обычно не превышает 20% от общего свободного сечения тарелки, количество газа, выходящего из просечек, ограничено. и интенсивность перемещения жидкости по тарелке определяется, в основном, ориентацией просечек. При повороте просечек в сторону движения жидкостного потока в указанных пределах пропускная способность тарелки по жидкости увеличивается на 40 - 50% (ct45 и ) и 65 - 75% () соответственно. При углах поворота менее .более 135 пропускная способность тарелки по жидкости падает и ее работа практически не отличается от работы известной конструкции. Кроме того, ориентация просечйи - прорезей в сторону движения жидкостного потока - повышает общую эффективность тарелки.

На фиг. 1 показан узел тарелки,в аксонометрии; на фиг. 2 - клапан в плане. L и G - направления движения потоков жидкости и газа соответственно.

Тарелка включает основание 1, снабженное клапанами 2.с просечками прорезями 3 и вертикальными перегородками 4, выполненными с отверстиями 5 а также имеет приемный и ререливной карманы (на чертеже не показаны). Тарелка работает следующим образом.

. При небольших н-агрузках по газу (пару) клапаны 2 находятся в закрыто положении. Газ (пар) поступает на тарелку через просечки 3 в верхних CTe как клапанов и проходит через жидкос в виде струй, направленных в сторону движения жидкостного потока. С росто нагрузки по -газу (пару) открываются клапаны 2 и, через образующиеся щели газ (пар) проходит через жидкость в виде струй встречного направления. Газовые (паровые) струи и создаваемые иминаправленные потоки интенсивно взаимодействуют друг с другом. Этому способствует вихреобразование между рядами клапанов, а также по барботажного слоя. Газо (паро)-жидкостной поток ударяется о вертикальные перегородки, на которых происходит отделение газа (пара) от брызг жидкости. Далее газ (пар) постуЛа т на вышележащую тарелку, а

жидкость сливается в переливной карман. Взаимодействие перекрестных паровых (газовых) струй и создаваемых ими жидкостных потоков, а также уменьшение обратного перемешивания.на тарелке позволяет увеличить общую эффективность работы тарелки по сравнению с известной конструкцией. Кроме того, за счет повышения равномерности работы тарелки производительность по пару (газу) может быть увеличена на 15 - 20%, а использование части кинетической энергии паровых (газовых) струй на транспорт жидкостного потока от приемного к переливному карману обеспечивает увеличение пропускной способности тарелки примерно на 50%.

На системе воздух - вода в колонне 600 мм проведены сравнительные исследования тарелки, имеющей свободное сечение одинаковое, равное S 13,4% ( 10% и S прос 3,24%). Сопоставительное изучение уноса с тарелки известной и предлагаемой конструкции ,у которой просечки повернуты на cL 90 в- сторону слива жидкости, показывают , что 10%-ный унос, обычно принимаемый за верхний предел работы контактного устройства, наступает на новой конструкции при скорости газа 2,4 м/с в то время как на известной тарелке он наблюдаемся при скорости газа 2,0 - 2,1 м/с. Кроме того, если известная конструкция тарелки оказывается неработоспособной из-за большого гидравлического градиента при нагрузке по жидкости на единицу длины слива, равной 60 70 ,то на предлагаемой конструкции эта нагрузка уже достигала величины MJ/M ЧФормула изобретения

Клапанная тарелка по авт. св. № 341498, отличающаяся тем, что, с целью повышения пропускной способности тарелки по жидкости, прорези на поверхности клапана расположены в сторону движения жидкостного потока под углом 45 - 135

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №341498, кл. В 01 D 3/30, 1970.