Массообменная тарелка Советский патент 1982 года по МПК B01D3/30 B01D11/00 

1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для проведения массообмённых процессов и может быть использовано в химической промышленности для интенсификации работы пульсационных аппаратов в процессах экстракции, абсорбции и др.

Известны клапанные тарелки, содержащие осяование с отверстиями и клапаны -в виде дисков,,прямоугольников и т.п., которые могут перемещаться параллельно плоскости тарелки СО

Однако эти характеризуются недостаточной эффективностью массЬобмена, обусловленной слабым перемешиванием жидкостей на тарелках.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является массообменная тарелка, содержащая основание

С отверстиями, по центру которых на осях расположены клапаны в виде цилиндра с лопастями с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения и.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность процесса масообмена, обусловленная значительным продольным перемешиванием, возникающем в аппарате, которое усиливается при наложении пульсаций на жидкость, причем при высоких интенсивностях пульсаций отсутствует коапесценция капель и снижается задержка дисперсной фазы. Кроме того, вра1чение клапана вокруг своей оси ухудшает условия дробления капель и снижает эффективную поверхность массообмена.

Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена за счет снижения продольного перемещения в аппарате, увеличения задержки и степени дробления дисперсной фазы. Указанная цель достигается тем, что в тарелке, содержащей основание с отверстиями и размещенными в них клапанами, выполненными в виде полых цилиндров, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемацения, цилиндры выполнены с перфсфацией, и с одного конца сна жены крышкой, а с другого:-конца отбортованы, при этом крышки соседних цилиндров установлены по разные сто роны от плоскости тарелки. Перфорация-на поверхности цилинд ра выполнена в виде прорезей с отогнутыми краями. Кроме того, внешняя сторона цилиндров снабжена выступами. Такое конструктивное выполнение позволяет автоматически поддерживат скорость потока в широком диапазоне изменения интенсивности пульсации, перераспределять жидкость в горизонтальной плоскости, способствуя снижению продольного перемешивания, выравнивать скорость жидкости по сечению аппарата. Все это приводит к .интенсификации процесса массообмена На фиг. 1 изображена тарелка, продольный разрез; на фиг. 2 - то же РИД сверху. Тарелка состоит из основа1 1Я 1 с отверстиями 2 и размещенными в них цилиндрическими клапанами 3 и 4, которые могут совершать возвратно-поступательное движение относительно плоскости тарелки. С одной стороны клапаны снабжены глухими крышками S а с другой имеют отбортовку 6, приче диаметр крышки 5 и отбортовки 6 должен быть больше диаметра отверстия 2. Цилиндрическая поверхность клапана перфорирована прорезями 7 с ото гнутыми краями 8 и выступами 9, входящими с зазором в пазы в основании тарелки. На соседних клапанах 3 и крышки размещены с противоположных концов цилиндров по разные стороны от плоскости тарелки. Тарелка работает следующим-образом. Легкая и тяжелая фаза, движется через тарелку противотоком. Взаимодействующим потокам жидкостей сообщается возвратно-поступательное (пульсирущее) движение. При импульсе вверх клапаны 3 и t начинают пере мещаться от крайнего нижнего положения к крайнему верхнему положению. Дисперсная фаза начинает истекать из прорезей клапана 3 перемещаясь параллельно основанию тарелки и приобретая одновременно вращательное движение за счет отогнутых краев 8. Интенсивная турбулизация потока вызывает дробление тяжелой фазы под действием срезающих усилий , Что сопровождается резким возрастанием поверхности контакта и интенсивности массопередачи. Одновременно клапан k перекрывает отверстие в плоскости тарелки крышкой 5, что способствует коалесценции капель и выравниванию концентрации экстрагируемого вещества в зоне действия этого клапана. При подаче импульса вниз клапаны 3 и перемещаются из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, тяжелая фаза начинает истекать из прорезей клапана и активно взаимодействовать с легкой фазой, находящейся под тарелкой. Работоспособность тарелки была проверена на модели экстракционного аппарата диаметром 150 мм и высотой рабочей зоны 1000 мм. Исследование процесса массопередачи проводилось на системе четырех- хлористый углерод - уксусная кислота вода. Изучалось влияние интенсивности пульсаций на эффективность массопередачи. Эффективность массопередачи в опытах оценивалась по величине высоты единицы переноса (ВЕП).Результаты исследования сравнивалис с аналогичными данными для обычных ситчатых тарелок. Сравнение опытных данных с известными показало, что ВЕП для предлагаемой конструкции на 30 меньше чем аналогичная характеристика для ситчатых тарелок, наиболее широко используемых в жидкостной экстракции. Применение предлагаемой конструкции тарелки по сравнению с существующими позволяет значительно интенсифицировать процесс массообмена в широком диапазоне интенсивности пульсации. Формула изобретения 1. Массообменная тарелка для пульсационных аппаратов, содержащая основание с отверстиями и размещенныи в них клапанами, выполненными в виде полых цилиндров, установленных с возможностью возвратно-поступатель