Массообменная тарелка Советский патент 1983 года по МПК B01D3/22 

(54) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА

Изобретение относится к колонной аппаратуре для проведения массообменных процессов в системе жидкостьгаз (пар), таких . как ректификация, абсорбция, десорбция и т,, д.

известны конструкции тарелок, имеющие приемный карман, в который подается жидкость с вышерасположенной тарелки. Перетекая через перегородку приемного кармана, жидкость поступает на плоскость тарелки и движется в сторону сливного кармана. При этом, с целью равномерного распределения жидкости по плоскости тарелки, нередко применяют продольные секционирующие перегородки. Эти перегородки устанавливают на равном расстоянии друг от друга под прямлм углом к приемной перегородке. При работе тарелки жидкость движется между секционирующими перегородкаичи от приемного кармана к сливному как бы в прямоугольных лотках. Такое секционирование улучшает распределение жидкости по тарелке (неравномерно орошаются лишь две крайние секции тарелки, не являющиеся прямоуголь- ными).

Секционирующие перегородкиприменяют для тарелок как барботажного, так и струйного класса .

с Известно, например, применение поперечных перегородок на струйных тарелках, где перегородки выполняют также роль контактных элементов. В некоторых случаях эти перегородки ;

Q выполняются несплошными - перфорированными, сетчатыми. На таких перегородках эффективность процесса массопередачи особенно велика, так как при ударе в них газожидкостных струй происходит продавливание жид кости череэ отверстия (за счет чего имеет место интенсивное обновление поверхности жидкости) 23.

ОднакоНа таких тарелках приходится устанавливатьвесьма большое

количество поперечных перегородок по одной на каждые 4-5 рядов струйных элементов (чешуек, прямоточных клапанов и т.п.). Кроме того, увеличивается время пребывания жидкости на тарелке, что снижает производительность, массообменной колонны.

известна массообменная тарелка с продольными перегородками, где струйные .э пементы направлены на перегород30 ки с двух сторон. На этих конструкциях одна перегородка служит сепарирующим и контактным устройством не для 4-5 рядов струйных элементов а для 4-5 рядов с каждой стороны. Тов. для 8-10 рядов. Одновременно с этим уменьшается время пребывания жидкости на тарелке . Недостатком такой тарелки являет ся то, что равные количества рядов струйных элементов, направленных с двух сторон на несплошную перегород ку, посылают одинаковые количества жидкости. Это приводит к тому, что газожидкостные струи, ударяющие с двух сторон в перегородку, обладают одинаковой кинетической энергией, при столкновении таких струй на перегородке происходит взаимная компенсация энергии, за счет чего не возникает передавливанНя жидкости через отверстия перегородки, необходимого (как было сказано выше) дл обновления поверхности жидкости и повышения эффективности процесса массопередачи на перегородке. Для такой конструкции продавливание жид кости в ту или другую сторону возможно, лишь при неравенстве кинети ческой энергии соударяющихся струй. Указанное неравенство будет иметь в томслучае, если объем жидкости в струях, направленных на одну сторону секционирующей перегородки, не будет равен объему жидкости в струях, направленных на другую сторону перегородки. Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи путем ликвидации компенсации энергии при столкновении струй. Поставленная цель достигается те что в тарелке со струйными элемента ми, состоящей из секций, каждая пара которых включает несплошную пере городку, а элементы выполнены с направлением в сторону перегородки, с ции выполнены с разной площадью. При эксплуатации такой тарелки, составленной путем набора из описан ных, двухсекционных участков с перегородкой, со стороны секций с большим числом рядов струйных элементов на секционирующую перегородку направляется большее количество жидкости и газа, чем со стороны менее широких секций. При этом более силь ная струя, при столкновении на несплсааной секционирующей перегородке с менее сильной струей, обладая бол шей кинематической энергией, продав ливает жидкость через отверстия перегородки. . На фиг.1 приведен пример выполне ния одного двухсекционного участка на фиг.2 - тарелка, вид сверху. Секция 1 имеет два ряда чешуек отогнутых в сторону секционирующей перегородки 3, а другая секция 4 имеет три ряда чешуек. Крайние сегменты тарелки ввиду своей геометрической формы отличаются от однотипных секций. Оптимальное соотношение между количеством рядов чешуек в смежных секциях зависит от расхода по жидкости, ее физических свойств, скорости газа, размеров и формы отверстий в секционирующих перегоррдках, расстояния между рядами чешуек и др. В каждом конкретном случае это соотношение имеет свое значение. Проведенные эксперименты показывсиот, что наиболее выгодные соотношения 2:3 и 3:4. Причем наибольший прирост величины коэффициента массоотдачи составляет в опытах около 30%. Процесс взаимодействия фаз на тарелке происходит следующим образом. Жидкость из приемного кармана перетекает через приемную перегородку и поступает на плоскость тарелки под действием газовых струй, выходящих из под чешуек, жидкость в виде капель отбрасывается на перфорированные перегородки. При этом вся жидкость На первой полосе 5 тарелки сосредоточивается вблизи перегородок, откуда она поступает на вторую полосу тарелки между двухсекционными участками. На второй полосе жидкость отбрасывается на новые перегородки , установленные между смежными секциями второй полосы. На фиг.2 ломаньа ли линиями со стрелками показан пут;ь прохождения жидкости от приемного кармана до сливного. На каждой очередной полосе тарелки (фиг.2) ориентировка чешуек меняется примерно на 9о. При малом диаметре колонны рабочая часть тарелки,(расположенная между приемным и сливным карманом), очевидно может быть составлена всего лишь из одной полосы двухсекционных участков. В ,этом случае конструкция тарелки значительно упрощается. Предложенное устройство позволяет повысить эффективность массопередачи за счет ликвидации компенсации энергии соударяющихся струй. Формула изобретения Массообменная тарелка со струйными элементами, состоящая из секций, каждая пара которых включает несплошную перегородку, а элементы выполнены с направлением в сторону перегородки, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности массопередачи путем ликвидации компенсации энергий при столкновении струй, секции выполнены с разной площадью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Н г

,

(Ч2.Ямииков И.Н., Чехов О.С. ТОХТ № 1, т. Х1У, 1980.

3.Химическое машиностроение.Сборник научных трудов. Вып.4/ М., МИХМ, 1975 (прототип). хихЧЧ