Массообменная тарелка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 В 01 РЗ/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский институт химическогом ашиностроения(57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов ректификации 801301428 А 1 и абсорбции. Целью изобретения является повышение эффективности тарелки и увеличение производительности. Тарелка содержит основание со сплошными 8 и перфорированными 9 участками, на границе которых установлейы перегородки 6, высота Н которых равна (1,5 - 2,8) Ь высоты переливной планки 5, с прорезями 7, живое сечение которых равно 35 - 50%. Пар, проходя через контактные элементы 2 и взаимодействуя с перегородками, создает контуры циркуляции жидкости .с низким статическим давлением. В силу этого жидкость с начальной концентрацией со сплошных участков через отверстия в перегородках интенсивно втягивается на перфорированные участки, 3 ил.1Изобретение относится к аппаратурному оформлению массообменных процессовв системе пар/газ - жидкость, а именно кбарботажным тарельчатым колоннам, широко применяющимся для процессов ректификации и абсорбции в химической инефтехимической промышленности,Целью изобретения является увеличение производительности и расширение диапазона нагрузок по паровой (газовой) ижидкой фазами за счет увеличения движущей силы процесса массообмена и расширения эффективной площади тарелки.На фиг. 1 изображена тарелка, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, аксонометрическая проекция.Массообменная тарелка состоит из основания 1 с контактными элементами 2,выполненными в виде просечек, отогнутыхпод углом к основанию тарелки, котороеустановлено в обечайку 3. Основание снабжено приемной планкой 4, переливной планкой 5 с высотой Ь и направляющими перегородками 6 с высотой Н = (1,5-2,8) В свертикальными прорезями 7, равномернораспределенными по длине перегородок внижних их частях. Перегородки установленына границах сплошных и перфорированныхучастков и делят основание на транспортные дорожки 8, ширина которых 5 = (0,60,9) Ь и которые представляют собой неперфорированные (сплошные) участки основания, и рабочие зоны 9, в которых на основании тарелки выполнены просечные контактные элементы. Причем просечки в соседних рядах направлены навстречу другдругу и перпендикулярно основному направлению движения жидкости от прием- З 5ного кармана к сливному, за исключениемпервого и последнего ряда, просечки которых направлены параллельно движениюжидкости от приемного кармана к сливному. 40Массообменная тарелка работает следующим образом.Жидкость с начальной концентрациейлегколетучего компонента, переливаясьчерез приемную планку 4, поступает из приемного кармана на основание 1, запитывает 45транспортные дорожки 8 и рабочие зоны 9и движется по ним в направлении переливной планки 5. При этом жидкость, попадающая на рабочие зоны, практическимгновенно перемешивается с жидкостью,взаимодействующей с паром (газом), поступающим на тарелку через просечные контактные элементы 2, и ее концентрация падает до некоторого значения, незначительно превышающего конечную концентрацию жидкости, покидающей тарелку. 55 Другая часть жидкости, двигаясь потранспортным дорожкам, ограниченным направляющими перегородками 6, на всем пути от приемного кармана к сливному сохраняет концентрацию, близкую к начальной. За счет того, что в рабочих зонах просечные элементы в соседних рядах направлены навстречу друг другу и перпендикулярно направляющим перегородкам (за исключением первого и последнего рядов, в которых просечные элементы направлены от приемного кармана к сливному для интенсификации общего движения жидкости), жидкость, взаимодействуя с паром (газом) и имея общее поступательное движение от приемного кармана к сливному, совершает сложное зигзагообразное движение, ограниченное перегородками. При этом у перегородок со стороны рабочих зон создаются интенсивные устойчивые контуры циркуляции жидкости, прореагировавшей с паром (газом).Особенностью циркуляционных контуров является то, что они находятся в горизонтальной плоскости, параллельной основанию тарелки и в непосредственной близости от нее, в отличие от значительно менее интенсивных неустойчивых вертикальных контуров циркуляции, которые охватывают всю высоту жидкостного слоя на тарелке и образуются за счет непосредственного всплытия парового (газового) пузыря), Так как скорость движения жидкости в горизонтальных контурах циркуляции в несколько раз больше (примерно в 4 - 6 раз при свободном сечении тарелки 10 - 12/,) скорости движения жидкости по транспортной дорожке, по закону Бернулли статическое давление в горизонтальном циркуляционном потоке значительно меньше, чем статическое давление в жидкостном потоке, движущемся по транспортной дорожке. Это приводит к тому, что жидкость с транспортных дорожек с концентрацией, близкой к начальной, через отверстия 7 в направляющих перегородках интенсивно втягивается в контуры циркуляции на рабочих зонах, повышая тем самым среднюю концентрацию жидкости, взаимодействующей с паром (газом) на всем пути ее движения от приемного кармана к сливному. Повышение средней концентрации жидкости на тарелке приводит к увеличению средней движущей силы процесса массопереноса легколетучего компонента из жидкой фазы в паровую фазу (для случая ректификации). Для случая абсорбции (в условиях которого проводятся лабораторные испытания) подпитка рабочих зон жидкостью с меньшей концентрацией абсорбируемого компонента приводит к уменьшению средней концентрации абсорбируемого компонента по тарелке. А это, в свою очередь, вызывает увеличение средней движущей силы процесса абсорбции поглощаемого компонента.К тому же уменьшение ширины 8 транспортных дорожек до (0,6 - 0,9)Ь увеличи1301428 Формула изобретения Рй,2. 2Составитель С. БТехред И. ВересТираж 657митета СССР по дЖ - 35, Раушскаское предприятие,нова К ПСамборска едактор А. Петрова к аз 923(5 ректор писнооткрытии аам изобретенн я наб., д. 4/5 . Ужгород, ул. П ктная вает до 20% полезную (эффективную) площадь тарелки. Это вызывает увеличение нагрузки как по паровой (газовой) фазе, так и по жидкой, так как увеличивается ширина рабочих зон для прохода жидкости.Высота направляющих перегородок Н = = (1,5 - 2,8) Ь выбрана из условия необходимости полного исключения переброса части жидкости из одной рабочей зоны в другую, обеспечения наиболее полной сепарации жидкости от пара (газа), а также для предотвращения радиального перераспределения пара (газа) в межтарельчатом пространстве, Так как это в совокупности может снижать эффективность работы массо- обменной тарелки.Живое сечение прорезей, равномерно распределенных по длине перегородок в нижних их частях, составляет 35 - 50% и выбрано из условия, с одной стороны, создания на тарелке максимальной движущей силы, а с другой - предотвращения попадания жидкости из рабочих зон на транспортные дорожки, так как это может снизить эффективность массопереноса. Такое конструктивное исполнение массообменной тарелки позволяет значительно повышать эффективность контактного устВНИИПИ Государственного к 113035, Москва Производственно.полиграфияройства, увеличить его производительность, расширить диапазон нагрузок по паровой (газовой) и жидкой фазам и наиболее полно производить извлечение разделяемых компонентов.5 Массообменная тарелка для ректификационных и абсорбционных колонн, вклю чающая основание с чередующимися перфорированными и сплошными участками, расположенными параллельно движению жидкости от приемного кармана к сливному, и переливную планку, отличающаяся 15тем, что, с целью увеличения производительности и расширения диапазона нагрузок по паровой (газовой) и жидкой фазам за счет увеличения движущей силы процесса масообмена и расширения эффективной площади тарелки, она снабжена пер форированными направляющими перегородками, установленными на границе сплошных и перфорированных участков, при этом перегородки выполнены с высотой, равной 1,5 - 2,8 высоты переливной планки, ширина сплошных участков равна 0,6 - 0,9 высоты переливной планки, а живое сечение прорезей в перегородках составляет 35 - 50%.