Тарелка для массообменных аппаратов

(19) . (И) 3 а) В 01 0 22 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследователь ский и проектный институт по переработке газа(56), 1, Авторское свидетельство СССР Я 526365, кл. В 01 О 3/20, 1973.2. Авторское свидетельство СССР И 18581)7, л. В 01 О 53 Л 8, 1965. (54)(57) ТАРОЬФ ДЛЯ ИАССООБИЕННЦХ АППАРАТОВ., состоящая иэ двух горизон тальных полотен разного свободного сечения, в которой над отверстиями нижнего полотна установлены клапаны, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения диапазона устойчи",Ьвой и эФФективной работы тарелки преимущественно при переработке загрязнен. ных и сильно пенящихся жидкостей, верхнее полотно имеет перфорации разных размеров, при этом больаие отверстия верхнего полотна и расположе- ны соосно им, а клапаны имеют перфо" рацию, размеры которой равны размерам меньеей перФорации на верхнем полотне, а высота ножек клапанов равна расстоянию между полотнами. ФеИзобретение относитсл к контактнымустройствам тарельцатого типа и монетбыть использовано длл процессов массообмена в химицескои, нефтеперерабатывающей и газовой отраслях промышленностиИзвестно контактное устройство тарельцатого типа, состоящее из двухгоризонтальных перфорированных полотен, на нижнем из которых установ Олены контактные элементы, проходящиечерез отоерстия о верхних полотнах,переточных устройств в виде труб сотбойниками и слионых карманов 1 11,Недостатками данного устройства 15лоллютсл слонность конструкции итрудность ее монтажа. Конструкцияимеет узкий диапазон устойчивой работы при изменяющейся нагрузке по паруи жидкости, так как при резких коле Обанилх расходных показателей по паруили идкости нарушается режим иннектирооанил, который заложен в основуработы и о результате снижается эффективность массообмена меду фазами. 25Кроме того, тарелка имеет высокоегидраолическое сопротивление,Известна тарелка, состоящая издвух горизонтальных полотен разногосвободного сечения,над отверстияминижнего полотна установлены клапаны,При подаце газа открываются клапаны перфорированной перегородки, игаз через отверстия поступает на вышерасположенную ситчатую тарелку, накоторой он взаимодействует с жидкостью. Отверстия нижней перегородкии установленные над ними клапаны оы".полнены таких размеров, цто на выше.ленащую ситцатую тарелку подаетслколичество воздуха, необходимое для40обеспечения работы ситчатой тарелкив беспрооальном режиме. Уровень жидкости на верхней ситцатой тарелкеподдерниваетсл клапанами2 1.Недостатком данной тарелки являетсл узкий диапазон устойциоой работы, так как о процессе массообменаучаствует только оерхнлл ситцатаятарелка с заданным живым сечением дляпрохода газа. Кроме того, нижняя пе Орегородка тарелки служит только дляподачи газа на верхнюю ситчатую тарелку и не может участвовать в массообмене, так как отверстия с клапанали онполнены о такол размерном соотношении с диаметром, что не обеспе.чивают равномерное распределение газа по сечению ниней решетки, т.е нижнлл перегородка не лоллется рабо" чим полотном, а служит как вспомогательное к ситчатой тарелке для быстрого ввода абсорбера в рабочий режим.Цель изобретения - увеличение диапазона устойчивой и эффективной работы тарелки преимущественно при пере.работке загрязненных и сильно пенящихся нидкостеб.Поставленная цель достигается тем,цто в тарелке длл массообменных аппаратов, состоящей из двух горизонтальных перфорированных полотен раз" ного свободного сеченил, в которой,над отверстияминижнего полотна установлены клапаны, верхнее полотно имеет перфорации разных размеров, при этом большие отверстил верхнего полотна соизмеримы с отверстиями нижне" го полотна и расположены соосно им, а клапаны имеют перфорацию, размерыкоторой равны размерам меньшей перфорации на верхнем полотне,а высотаножек клапанов равна расстоянию междуклапанами.Площадь каждого клапана соизмерима с сечением большего отверстия тарелки и составляет 2-34 от общей площади полотна тарелки, суммарная площадь клапанов соответственно составллет 30-35, а живое сечение перфораций клапанов -53. Принятые размер.ные соотношения обеспечивают при минимальных нагрузках равномерное поступление газа по всему сечению тарелки и беспровальную работу ее во всем интервале скоростей газа, а верхнее полотно о этом случае имеет минимальное гидравлическое сопротивление для уходлщих газов. В итоге рабочал точка тарелки в данном случае попадает о область эффективной работы тарелки.При средних нагрузках в устойчивом режиме эффективно работают два полотна, в этом случае размеры клапаноо 2-33 от площади полотна позволяют сохранять равномерный зазор между клапаном и плоскостью тарелки длл прохода газа и тем самымподдернивать постолнную скорость при его истечении. При максимальных нагрузках по газу, благодаря тому, что клапаны "прилипают" к верхнему полотну, закрывал отвеостил больших размеров обраэуетсл сплошное ситцатое полотно с жиоым сечением, рассчитанным на максимальные нагрузки. Барботаный слои полностью переещается на верхнее полотно. Живое сечение нижнего полотна за счет полного открытия клапанов составллет 30-353, это позволяет держать высокую пропускную способность по газу при минимальных гидропотерях, В результате предлагаемая конструкция доухслоиной ситчато-клапанной тарелки имеет постоянную и высокую эффективность работы о диапазоне нагрузок 1 О 5-6.На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая двухслойная ситчатоклапанная тарелка, общий вид в плане; на фиг. 2 - то же, продольный разрез, при минимальных нагрузках по газу; на фиг. 3 - то же, при максимальных нагрузках по газу.Двухслойная ситчато-клапанная тарелка состоит из двух горизонтальных перфорированных полотен: верхнего 1 и нижнего 2. Верхнее полотно имеет отверстия двух видов: большего размера 3 и меньшего размера 4, Каждое отверстие 3 большего размера со-, ставляет 2-Зй от обшей плошади полотна, а суммарное их живое сечение составляет 30-353 от общей площади полотна, Соосно с отверстиями 3 расположены на нижнем полотне 2 отверс 30 тия 5, которые имеют такие же размеры, как отверстия 3. Над отверстиями 5 установлены перфорированные клапаны 6, у которых живое сечение отверстий составляет 4-53 от общей площади полотна. Высота ножек 7 клапанов равна расстоянию между полотнами тарелки. Размеры отверстий 8 кла" панов 6 равны отверстиям 4 верхнего полотна. Тарелка имеет приемный 9 и сливной 10 карманы для,жидкости. 40Тарелка работает следующим образом.При минимальных нагрузках по газу клапаны 6 закрыты на нижнем полотне. При этом живое сечение нижнего полотна тарелки минимально4-53 от общей площади, полотна), живое сечение верхнего полотна 1 максимально, гидравлическое сопротивление верхнего полотна для уходящих газов мини мально, что обеспечивает устойчивую Ьспровальную работу тарелки, Газ, проходя через отверстия Я, взаимодействует с жидкостью на полотно 2, а жидкость на тарелку поступает из приемного кармана 9 и, проконтактировав с газом, поступает в сливной карман 1 О. Уровень жидкости на тарелке регулируетсл сливной планкой.С увеличением нагрузок по газу клапан 6 открывается, увеличивается живое сечение нижнего полотна 2, уменьшается его гидравлическое сопротивление. Это о свою очередь позво" ляет увеличить расходные показатели по жидкости. При этом,вступает в рабо- . ту верхнее полотно. При развитом барботажном режиме клапаны 6 "прилипа" ют" к верхнему полотну 1, закрывая отверстия 3, таким образом образуетсл сплошное ситчатое полотно с дивым сечением, рассчитанным на максималь" ные нагрузки по газу Фиг. 3 . Газ поступает через отоерстил 5 нижней тарелки и отверстия 4 и 8 на верхнее полотно 1, где происходит процесс массообмена. Сопротивление нижнего по" лотна снижено до минимума. Следует также отметить, что при максимальных нагрузках по газу и жидкости за счет перехода барботажного слоя на верхнее полотно 1 высота его уменьшается, цто снижает гидравлическое сопротивление тарелки в целом и позволяет пооысить предел устойчивой эфФективной работы тарелки. Диапазон эффективной работы тарелки в результате состав вит 5-6Данное изобретение позволяет ловы"сить эффективность работы тарелки вшироком диапазоне нагрузок по газовойи жидкой Фазам, т,к. уже при минимальных нагрузках и закрытых клапанах нанижнем полотне тарелки происходит процесс массообмена за счет напичия пер-,фораций клапанов,Таким образом, использование предлагаемой тарелки о массообменных колонных аппаратах позволит существенноповысить технико-экономические показатели работы технологических уста"новок газоразделения.аказ 5 идактов В. Петра суда аи и код атендорКовре аж 688ственного комиобретений и отЖ-Я Раушскаяг, Ужгород Подп та СССР