Массообменная тарелка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) 00 1 В 3/ УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф 1 С,(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт химического машиностроения(56) 1. Плановский А.Н., Николаев П.Процессы и аппараты химической инефтехимической технологии. М.,"Химия", 1972, с. 328,2. Авторское свидетельство СССРВ 160502, кл. В 01 0 3/22, 1972.3. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. М(54) (57) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА дляосуществления контакта между паром(газом) и жидкостью, содержащая основание, снабженное контактными элементами, вертикальные перегородки,расположенные перпендикулярно направлению движения жидкостного потока,приемный и сливной карманы, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюинтенсификации массообмена за счетустранения поперечной неравномерности и обратного перемешивания жидкоствертикальные перегородки установленыс зазором к основанию тарелки, приэтом зазор между нижними кромкамиперегородок и основанием в расширяющейся по ходу движения жидкостичасти тарелки увеличивается, а всужающейся - уменьшается от центраперегородки к периферии.1 110788.0 2Изобретение относится к аппаратур- речной неравномерноному оформлению массообменных процес- перемешивания жидкосов в системах пар (газ) - жидкость, Указанная цель да именно к тарельчатым колонным аппа- что на массообменноратам, широко применяющимся для про 5щей основание снабЭведения ректификации, дистилляции, элементами, вертикаабсорбции и др. расположенные перпеИзвестны массообменные тарелки лению движения жидкразличных типов с сегментными перелив- приемный и сливнойными устройствами 13.кальные перегородкиНедостатком данных тарелок, осо- зазором к основаниюбенно отчетливо проявляющимся в ко- зазор между нижнимилоннах большого диаметра, является родок и основаниемнеравномерность скорости движения по ходу движения жижидкости в продольном и поперечном 1 релки увеличивается15направлениях. уменьшается от центИзвестны также массообменные та- периферии.релки, в которых в значительном сте- Вертикальные перпени достигается устранение продоль- ном случае выполняюной неравномерности, использующие секционирующих перепринцип поперечного секционирова- распределителей жидния С 2 3. нии, перпендикулярнНаиболее близкой по технической ния жидкостного потсущности к предлагаемой является отверстий в перегорситчатая тарелка, на которой парал- уменьшения высоты сдельно приемному и сливному карманам направлении сливногустанавливаются перфорированные пере- чает попадание жидкгородки, жестко закрепленные на осно- щей по ходу движенивании тарелки. Наличие поперечных секции в предыдущуюперегородок позволяет выравнивать зора между нижними30высоту слоя жидкости в направлении родок и основаниемее движения, расширяет диапазон устой- городок к перифериичивой работы тарелки. Вместе с тем части тарелки обеспсохраняется градиент скорости движе- жидкости в пристеннния жидкостного потока в поперечном выравнивая тем самьнаправлении, Вдоль центральной оси З 5 ных скоростей жидкотарелки скорость движения жидкостисечении тарелки. Всущественно превышает скорость ее дви- уменьшение зазора мжения в периферийных областях. Приками перегородок иэтом локальный расход жидкой фазы вцентра перегородокцентральной части тарелки выше, чем40жающейся части тареу стенок колонны З 3. стабилизации движен 20 Однако существование поперечной неравномерности приводит к образованию обратных потоков вблизи стенок колонны, что порождает вредные циркуляционные контуры и застойные зоны жидкости на тарелке. Одновременно на центральном участке тарелки создаются условия для проскока части жидкости, которая попадает в переливной карман, не успевая проконтдктировать с восходящим потоком пара (газа). Указанные обстоятельства заметно снижают общую разделительную способность та релок.Цель изобретения - интенсификация массообмена за счет устранения попести и обратногости.остигается тем,й тарелке, содержаженное контактнымильные перегородки,ндикулярно направостного потока,карманы, вертиустановлены старелки, при этомкромками перегов расширяющейсядкости части таа в сужающейсяра перегородок кегородки в дант роль не толькогородок, но икости в направлеом фронту движеока. Отсутствиеодках при наличиилоя жидкости во кармана исклюости из последуюя жидкой фазыУвеличение эакромками перегоот центра перев расширяющейсяечивает притокые области тарелки,щ профиль локальсти в поперечномсвою очередь,ефуду нижними кром-.основанием отк периферии в сулки способствуетия жидкостногофронта и обеспечивает равномернуюнагрузку по жидкости по всей длинелинии слива, В то же время, способность перегородок отклоняться в сторону сливного кармана по мере увеличения нагрузок по жидкости препятствует ее обратному перемешиванию. Указанные обстоятельства обеспечиваютзначительное увеличение общей эффективности работы тарелки. Вместе стем относительная простота предлагаемой конструкции массообменной тарелки не ведет к увеличению ее металлоемкости и стоимости изготовления.На фиг.1 представлена тарелка,продольный разрез; на фиг.2 - вариант исполнения вертикальных переЗаказ 5805/ Тираж 682 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 городок в расширяющейся части тарелки; на фиг.3 - то же, в сужающейся части тарелки.РТарелка включает основание 1,снабженное контактными элементами 2,5 сплошные вертикальные перегородки 3, приемный 4 и сливной 5 карманы.В верхней части перегородки 3 шарнирно закреплены с возможностью отклонения в сторону сливного кармана. Зазор между нижними кромками перегородок 3 и основанием 1 тарелки в расширяющейся по ходу движения жидкости части тарелки увеличивается, а в сужающейся - уменьшается от центра перегородок 3 к периферии. Тарелка работает следующим образом,Жидкость поступает на основание 1 из приемного кармана 4, попадая в первую секцию тарелки, и вступает во взаимодействие с восходящим потоком пара (газа). Часть жидкости перетекает в последующие секции, зазоры между нижними кромками вертикальных перегородок 3 и основанием 1. По мере заполнения жидкостью первой секции ближайшая вертикальная перегородка 3 отклоняется от первоначального положения в сторону сливного кармана 5 и занимает положение 3, открывая при этом больший проход для жидкости. Аналогичная картина имеет место и в остальных секциях. Степеньотклоне ния перегородок 3 от вертикального положения пропорциональна нагрузке по жидкости. Некоторое превышение уровня жидкости в каждой предшествующей по ходу движения жидкостного потока секции обеспечивает транспорт жидкой фазы в сторону слива. Так как перегородки 3 выполнены сплошными, то воэможность образования обратных потоков жидкости исключается. В то же время изменяющийся зазор между нижними кромками перегородок 3 и основанием 1 тарелки способствует выравниванию профиля локальных скоростей во фронте потока жидкости. Таким образом, удается максимально приблизить работу тарелки к режиму идеального вытеснения по жидкости, при котором движущая сила процесса массопередачи максимальна.Использование сплошных вертикальных перегородок, способных отклоняться в сторону слива под воздействием потока жидкости и имеющих переменный зазор между нижними кромками и основанием тарелки, выгодно отличает предлагаемую массообменную тарелку от известной. Сравнительные исследования, проводимые на ситчатой тарелке с неподвижными перфорированными секционирующими перегородками и идентичной тарелке, снабженной перегородками предлагаемого типа показывают, что общая эффективность последней в среднем на 10-15% выше.