Массообменная тарелка Советский патент 1983 года по МПК B01D3/20 B01D3/32 

1 Изобретение касается массообменных аппаратов и может быть применено в химической и пищевой промышленностях для проведения процессов взаимодействия жидкой и паровой (газовой) фаз. Известна кОлпачковая тарелка, сос тоящая из колпачковых контактных устройств, установленных рядами на горизонтальной тарелке, между которыми размещены вертикальные перегородки Со, Однако в такой тарелке не обеспечивается- перемешивание светлого слоя жидкости с основным ее потоком, не исключен капельный yHpCji не используются пропрессивные формы контакта фаз - пульсирующие потоки. Известна тарелка, состоящая из горизонтального полотна, на котором установлены рядамибарботажные контак ные элементы, и перемешивающих устройств, выполненных в виде трубок, заглушенных с обоих концов, и расположенных между рядами контактных эяет ментов С 2 3. Перемешивающие устройства, перемещаясь по плоскости тарелкк, обеспечивают пульсации жидкой фазы в ос« новном в горизонтальной плоскости, Т.е. в направлении с:воего движения.V Создание пульсаций вдоль полотна Тарелки не- обеспечивает интенсивного пег еме;шивания светлого слоя жидкости с (ОСНОВНЫМ ее: потоком. Для перемешивания светлого слоя необходимо создать устойчивые пульсации в плоскости, перпендикулярной попот-. ну тарелки; Перемешивающие устройства в поперечном сечении имеют идеальную обтекающую форму (круг). Жидкость плавно обтекает их, что не позволяет обеспечить интенсивные устойчивые пульсации фаз. Кроме тогЬ« в процессе работы не исключена возможность расположения трубок (перемешивающих устройств) строго симметрично относительно правого и левого рядов контактных элементов, при котором пульсации практически исчезают, так как колебательное движение трубок становится минимальным. Паровые потоки, выходящие из соседних контактных элементов, сливаются и образуют зону неупорядоченной парожидкостной смеси, что приводит к возникновению капельного уноса. Указанные недостатки снижают интенсивность тепломассообмена между фазами Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания светлого слоя жидкости, создание устойчивых пульсаций фаз и уменьше ние уноса. Поставленная цель достигается тем что каждое перемешивающее устройство выполнено в виде двух плоских пластин, соединенных между собой с образованием V -образного каналу, при этом пластины снабжены установленными в нижней части с наружной и стороны ограничителями поворота перемешивающего устройства. Целесообразно .-верхнюю часть пло ких пластин перемешивающих устройст располагать над контактными элементами и снабжать просечками трпа жа люзи, а нижнюю часть их выполнять перфорированной. При этом-ограничители поворота перемешивающего устройства можно из готавливать в виде перфорированных плоских пластин.; На фиг. 1 изображена массообменн тарелка, вертикальный разрез; на фиг, 2 - то же, вид сверху. На плоском полотне 1 массоОбменной тарелки рядами закреплены паровые патрубки 2 с колпачками 3, образующие контактные барботажные эле менты. Колпачки 3 снабжены прорезями ,Между рядами контактных элемен тов расположены перемешивающие устройства 5 выполненные в виде двух плоских пластин, соединенных по ниж ней кромке и образующих V-образный канал. Верхняя часть пластин расположена выше уровня колпачков 3 и снабжена просечками 6 типа жалюзи а нижняя их часть 7 перфорирована. Устройство 5 снабжено ограничителями 8 поворота с перфорациями 9. Массообменная тарелка работает следующим образом. Жидкая фаза поступает с выше ежащей тарелки через переливную систему и движется слоем вдоль полотна 1, Паровой поток поднимается снизу вверх, проходит через патрубки 2 и зигзагообразный канал между колпачками 3 и патрубками 2 и дробится в слое жидкости прорезями на отдельные струи, Выходя из слоя жидкости, струи парового потока обтекают устройство 5 с обеих сторон. Устройство 5 перед подачей фаз опирается на плоскость полотна 1 нижней кромкой плоских пластин и кромкой одного из ограничителей 8. В этом случае плоские пластины устройства 5 образуют с колпачками правого и левого рядов контактных элементов проходы для паровой фазы различного свободного сечения, что обусловливает различное давление пара на устройство 5 с правой и левой его сторон. Последнее вызывает колебательное движение этого устройства, при этом ограничители 8 совершают колебательные движения в вертикальной плоскости, обеспачи-, вая перемешивание светлого слоя жидкости. Паровой поток, выходящий из слоя жидкости, обтекает верхнюю часть пластин устройства 5, расположенную над контактными элементами, состоя щими из патрубков с колпачками. Часть парового потока проходит через жалюзи 6, а остальной паровой поток, изменяя направление, проходит между колпачками 3 и устройством 5. Капли жидкости, уносимые паром, под действием сил инерции частично сепарируются на поверхности пластин, частично проходят через жалюзи 6 и стекают в V-образный канал устройства 5, а затем через перфорации 7 поступают в зону массообмена. Перемешивающее устройство, совершая колебательные движения, сообщает фазам пульсации в горизонтальной плоскости, что увеличивает поверхность контакта и турбулизацию потоков жидкости и пара. При этом ограничители 8 совершают колебательное движение и сообщают светлому слою жидкости пульсации в вертикальной плоскости, обеспечивая перемешивание светлого слоя с основным потоком жидкости. Перфорации 9 усиливают процесс перемешивания светлого слоя жидкости. Процесс массообмена протекает везде, где осуществляется контакт пара и жидкости. Сообщение фазам пульса5Вций в вертикальной и горизонтальной плоскостях интенсифицирует процесс массопереноса. По сравнению с прототипом в пред лагаемой массообменной тарелке перемешивающее устройство обеспечивает устойчивые пульсйгции не только в горизонтальной, мо и в вертикальной плоскостях, создавая тем самым условия для интенсивного перемешивани светлого слоя жидкости. Такое перемешивающее устройство совершает устойчивое колебательное движение в широком диапазоне скоростей паровой фазы, при этом не возникает такого его положения (относительно правого и левого рядов кол пачков), при котором бы колебания исчезали (как в прототипе), Кроме того, перемешивающее устройство исключает сливание отдельных потоков пара, выходящего из левого и правого рядов колпачков, исключая тем самым возникновение между рядами зоны неупорядоченного движения жидкости, в которой бы Жидкая фаза под висала, а затем уносились в виде от дельных капель. Конструкция перемешивающего устройства обеспечивает не только сепарацию уносимых паровы потоком капель жидкости, но и возвращение их опять в зоны интенсивно го массообмена. Поскольку пульсации накладываются прежде всего на жидкую фазу и интенсивно перемешивается светлый слой, то массообменную тарелку целесообразно использовать для реализации процессов, общее сопротивление массопереносу в которых сосредо точено в жидкой фазе, например для ректификации слабоконцентрированных жидких смесей. Экономический эффект от внедрения предлагаемой массообменной тарёлки может быть получен за счет увеличения производительности аппарата и уменьшения капитальных затрат на его изготовление Формула изобретения К Массообменная тарелка, состоя-щая из горизонтального полотна, на котором установлены рядами барботажные контактные элементы, и перемеши) вающих устройств, расположенных между рядами контактных элементов, отличающаяся тем, что, с целью интенсификацииПроцесса перемешивания светлого слоя жидкости, создания устойчивых пульсаций фаз и уменьшения уноса, каждое перемешивающее устройство выполнено в виде двух плоских пластин, соединенных между.собой с образованием V-образного канала, при этом пластины снабжены установленными в нижней части с наружной их стороны ограничителями поворота перемешивающего устройства, 2, Тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя часть плоских пластин расположена над контактными элементами и снабжена просечками типа жалюзи, а нижняя их часть выполнена перфорированной 3« Тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что ограничители поворота перемешивающего устройства выполнены в виде перфорированных плоских пластин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР fr 651823, кл. В 01 D 3/20, 1979. 2,Авторское свидетельство СССР « , кл. В 01 D 3/32, 1967.

zW./