Массообменная тарелка

 

МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛЮ для осуществления непрерывного контак ; та между паром (газом) и жидкостью, содержащая основание, снабженное контактными элементами, приемный и сливной карманы и приемную и сливную перегородки, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации массообмена путем устранения зон полного перемешивания жидкости около приемной и сливной перегородок и устранения поперечной неравномерности скоррсти движения жидкостного потока на тарелке, приемная и сливi ная перегородки имеют форму ломакой линии, причем углы между соседними (Л участками ломаной линии и углы, образованные биссектрисами этими углов и продольной осью тарелки, возрастают от центра тарелки к периферии .

Ф

СОЮЗ СОВЕТСН 4Х

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111

3(5ц В 01 D 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСВ ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

АО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3533480/23-26 (22) 07.01.83 (46) 30.04.84. Бюл. У 16 (72) В.А. Тарасов, Г.П. Соломаха, В.И. Ващук, Б.Е. Недбайлюк и Ф,К. Петров (7 1) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения и Казанское ордена

Октябрьской Революции производствен- . ное объединение Органический синтез" (53) 66.048.375(088.8) (56) 1. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты.

M., "Химия", 1978, с. 20.

2. Патент Англии 1348921, кл. В 01 D 3/16, 1974.

3. Патент Англии 9 1432944, кл. В 01 9 3/16, 1974. (54) (57) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА для осуществления непрерывного контак". та между паром (газом) и жидкостью, содержащая основание, снабженное контактными элементами, приемный и сливной карманы и приемную и сливную перегородки, о т л и ч а ю щ а " я с я тем, что, с целью интенсификации массообмена путем устранения зон полного перемешивания жидкости около приемной и сливной перегородок и устранения поперечной неравномерности скорости движения жидкостного потока на тарелке, приемная и сливная перегородки имеют форму ломаной линии, причем углы между соседними участками ломаной линии и углы, образованные биссектрисами этими углов и продольной осью тарелки, возрастают от центра тарелки к перифе рии.

1088737

Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процессов в системах пар (газ) — жидкость, а более конкретно к барботажным тарельчатым колоннам, применяющимся для проведения процессов ректификации, дистилляции, абсорбции и др.

Известна массообменная. тарелка различных типов с сегментными переливными устройствами (1j .

Недостатком тарелки является неравномерность скорости движения жидкости в поперечном направлении.

1В центральной части тарелки скорость движения жикдости в сторону сливного кармана как правило заметно превышает скорость ее движения в пристенных областях тарелки. При этом локальный расход жидкой фазы в центре тарелки выше, чем у стенок колонны. Это явление приводит к образованию обратных потоков жидкости вблизи стенок колонны и порождает вредные циркуля,ионные контуры и застойные зоны, способствует каналообразованию. Кроме того, около приемной и сливной перегородок образуются зоны полного перемешивания жидкости. Все это существенно снижает эффективность разделения отдельной тарелки и колонны в целом, что особенно резко проявляется в аппаратах большого диаметра.

Известны тарелки с направленным вводом газа, в которых достигается частичное выравнивание профиля скорости движения жидкости в поперечном направлении (2) .

Однако при этом не удается устранить зоны полного перемешивания жидкости около приемной и сливной перегородок. Кроме того, наличие отверстий щелевого типа, ориентированных под различными углами в плоскости тарелки, существенно усложняет ее изготовление.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является конструкция тарелки, содержащая основание, снабженное контактными элементами, приемный и сливной карманы, а также приемную и сливную перегородки, у которой перегородка приемного кармана снабжена направляющими пластинами, предназначенными для устранения градиента скорости движения жидкости в поперечном направлении за счет организации направленного движения жидкости на тарелке (3).

Однако известная конструкция

5 не может обеспечить равномерное движение жидкости по всему полотну тарелки, поскольку направляющие пластины недостаточно интенсифицируют ее движение в пристенных областях. !

О

При этом полностью сохраняются зоны полного перемешивания жидкой фазы, около перегородок приемного и сливного карманов.

Цель изобретения — интенсификация процесса массообмена путем ликвидации зон полного перемешивания жидкости около приемной и сливной перегородок и .устранения поперечной неравномерности скорости движения жидкостного потока на тарелке.

Указанная цель достигается тем, что в массообменной тарелке, содер.жащей основание, снабженное контактными элементами, приемный и .сливной карман, а также приемную и сливную перегородки, приемная и сливная перегородки имеют форму ломаной линии, причем углы между соседними участками ломаной линии и углы, образованные биссектрисами этих углов и продольной осью тарелки, возрастают от центра тарелки к периферии.

Приемная и сливная перегородки, выполненные в виде ломаной линии, обеспечивают устранение зон полного перемешивания на входе и выходе тарелки, разрушая циркуляционные контуры, образующиеся на этих участках. Положительный эффект достигается за счет развитой поверхности приемной и сливной перегородок, что снижает нагрузки по жидкости на единицу их длины и сйособствует более интенсивному транспорту жидкой фазы из этих зон. Углы оС между соседними участками ломаной линии выполняются различными и увеличиваются от центра тарелки к периферии, причем углы P, образованные биссектрисами углов с< и продольной осью тарелки, также возрастают от центра тарелки к периферии. Это связано

55 ,с необходимостью перераспределения жидкой фазы по полотну тарелки таким образом, чтобы профиль скорости жидкости в поперечных сечениях тарелки имел линейный характер, что

1088737 имеет место при одинаковых локаль- родки. Углы ОС между соседними ных расходах жидкости в каждой точке,участками ломаной линии и углы жидкостного фронта. Учитывая, что образованные биссектрисами в обычных условиях локальный расход углов с и продол продольнои осью тарелки, жидкости возрастает по мере прибли- 5 возрастают от цен от центра тарелки к перижейия к продольной оси тарелки, для Тарелка работает следующим обраустранения поперечной неравномер зом. ности необходимо увеличить приток )Кидкость поступает в приемный кар. жидкости в области, примыкающей к ман 3 и, пройдя через приемную перестенкам колонны. Увеличение углов городку 5, попадает на основание 1

ОС между соседними участками лома- тарелки, снабженное контактными эленои линии от центра тарелки и перифе рии способствует увеличению расхода ментами 2.Приемная пе его о а р р ор одка, представляющая собой совокупностЬ,,жидкости через перегородки в этом же направлении а возрастание углов элементов ломаной

СС MMe>nappy yбиссектрисами углов Р и пРОДольнои Осью TaPel KH по волЯ т е ии Обеспечи личиваются от равномерно распределить поток жидкос ферии Обеспечивает более интенсивти по полотну тарелки. Таким образом ный и иток жи ко т р жидкости в пристенные удается устранить зоны полного переобласти та елки а р ки, а увеличение от мешивания около приемной и сливцент а к пе иф

Р риферии углов, обранои перегородок и градиент скорости зованных биссект иса ек рисами углов и движения жидкости в поперечном напродольной осью та ю тарелки, позволяет рав енин, что позволяет существен- обеспечить плавн е но по ы ит эффективн сть разделения отдельной тарелки и колонного аппаее движения и сле ледовательно, профирата в целом. При этом предлагаемая ля ско остей в по е р в оперечных сечениях конструкция массообменной тарелки тарелки. Газ (па

° (и р), поступающий на не ведет к увеличению металлоемкости тарелку че ез отве с у р о верстия в ней, -и практически не влияет на стоимость интенсивно взаимо ей д йствует с жидизготовления тарелок. Кроме того, костью нахо я ей д щ йся на тарелке. предлагаемая массообменная тарелка

Проконтакти овавша ровавшая жидкость, пройдя

РМ сливну пере ор д у б, с расычерез сливн ю пе при работе в условиях повышенных вается в сливной ка нагрузок по жидкой фазе В этом слу- 35 чае перегородка сливного кармана усна вышележа ю та елку. танавливается таким образом, что

Перегородка сливного кармана, вьюна перекрывает не только рабочую полненная

v часть тарелки но и частично зону сливного кармана. Значительная длина 40 линии слива в совокупности с деаэрационным эффектом, которь)м обладает ци к ЯЦ нн " "" УРа и жидко - и перегородка, выполненная в виде лона выхо е та е д релки и, следовательно, маной линии, позволяет повышать зоны полного перемешивания около предельные нагрузки по жидкости на 45 сливной пе его о ки

10-20Х. ствует устойчивости безградиентного течения жидкости в поперсчных сечеНа фиг. 1 представлена тарелка, ниях тарелки ул чшенис общий вид; на фиг. 2 — то же, продольжидкостного потока на та елк отока на тарелке, свяный разрез; .на фиг. 3 — сливной кар- 50 занное с уст анением зон перемешивания жидкости около. ман тарелки для случая ее работы в усжидкости около. приемной и сливной перего о ок и и ,ловиях повышенной нагрузки по жидкой дацией неРавномерности ско асти фазе, вид в плане, (стрелкой указано

Р омерности скорасти направление движения жидкой фазы). движения жидкости в попе е д ости в поперечном направлении, обеспечивает работу

Таек р л а содержит основание 1, тарелки в режиме, приближающемся к

55 снабженное контактными элемента элементами 2, . полному вытеснению по жидкости, что приемный 3 и сливной ч к ч карманы, а повьпцает эффективность разделения также приемную 5 и сливную 6 перего- отдельной тарелки на 10-257..

1088737

Фиг 2

Составитель С.Варанова

Редактор А.Курах Техред А.Ач.. Корректор Г.Огар

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2739/3

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4