Массообменная тарелка

(5 ц В 01 Р 3/16 ГОСУД АРСПО ДЕЛ ЕНИЯ ОБР 26 юл. У в, Г.П. Соломаха Недбайлюк тез",гФ ь ТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР зОБРетений и ОтнРытий ОПИСАНИЕ ИЗН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС Г(7 1) Московскийного Знамени иншиностроения иОктябрьской Ревоное объединение ордена Трудового Краститут химического маазанское орденалюции производствениОрганический син(54) (57) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКАдля осуществления непрерывного контата между паром (газом) и жидкостью,содержащая основание, снабженноеконтактными элементами, приемный исливной карманы и приемную и сливнуюперегородки, о т л и ч а ю щ а "я с я тем, что, с целью интенсификации массообмена путем устранениязон полного перемешивания жидкостиоколо приемной и сливной перегородоки устранения поперечной неравномерности скорости движения жидкостногопотока на тарелке, приемная и сливная перегородки имеют Форму ломанойлинии, причем углы между соседнимиучастками ломаной линии и углы,образованные биссектрисами этими углов и продольной осью тарелки, возрастают от центра тарелки к периферииИзобретение относится к аппаратур- ному оформлению массообменных процессов в системах пар (газ) - жидкость, а более конкретно к барботажным тарельчатым колоннам, применяющимся для проведения процессов ректификации, дистилляции, абсорбции и дрфИзвестна массообменная. тарелка различных типов с сегментными переливными устройствами 11 .Недостатком тарелки является неравномерность скорости движения жидкости в поперечном направлении.1 В 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 1 21 .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 организациинаправленного движения жидкости натарелке 31.Однако известная конструкция 5 не может обеспечить равномерное движение жидкости по всему полотну тарелки, поскольку направляющие пластины недостаточно интенсифицируют еедвижение в пристенных областях. ОПри этом полностью сохраняются зоныполного перемешивания жидкой фазы,около перегородок приемного и сливного карманов.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса массообмена путем ликвидации зон полного перемешивания жидкости около приемной и сливной перегородок и .устранения поперечнойнеравномерности скорости движенияжидкостного потока на тарелке.Указанная цель достигается тем,что в массообменной тарелке, содер.жащей основание, снабженное контакт ными элементами, приемный и .сливнойкарман, а также приемную и сливнуюперегородки, приемная и сливнаяперегородки имеют форму ломаной линии, причем углы между соседнимиучастками 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 полногоперемешивания на входе и выходе тарелки, разрушая циркуляционные кон туры, образующиеся на этих участках. Положительный эффект достигается за счет развитой поверхности приемной и сливной перегородок, чтоснижает нагрузки по жидкости на единицу их длины и сйособствует болееинтенсивному транспорту жидкой фазыиз этих зон. Углы оС между соседними участками ломаной линии выполняются различными и увеличиваются отцентра тарелки к периферии, причем углы р , образованные биссектрисами углов с и продольной осьютарелки, также возрастают от центратарелки к периферии. Это связано 55,с необходимостью перераспределенияжидкой фазы по полотну тарелкитаким образом, чтобы профиль скорости жидкости в поперечных сеченияхтарелки имел линейный характер, что1088737имеет место при одинаковых локаль- родки. Углы аС между соседниминых расходах жидкости в каждой точке ,участками ломаной линии и углыжидкостного фронта. Учитывая, что образованные биссектрисамив обычных условиях локальный расход углов сС и продолпродольнои осью тарелки,жидкости возрастает по мере прибли возрастают от ценот центра тарелки к перижейия к продольной оси тарелки, для Тарелка работает следующим обраустранения поперечной неравномер зом,ности необходимо увеличить приток Жидкость поступает в приемный каржидкости в области, примыкающей к ман 3 и, пройдя через приемную пепестенкам колонны. Увеличение углов городку 5, попадает на основание 1с между соседними участками ломачтарелки, снабженное контактными эленои линии от центра тарелки и периферии способствует увеличению расходаментами 2.Приемная пе его о аР р ородка,представляющая собой совокупностЬ,жидкости через перегородки в этомже направлении а возрастание углов15, ма ОЙ линии, Образующихэлементов ломаноймежду биссектрисами углов Р ипродольнои Осью тарелки позволя тчличиваются отравномерно распределить поток жидкос ферии Обеспечивает более интенсивти по полотну тарелки. Таким образомный и иток жи ко тр жидкости в пристенныеудается устранить зоны полного переобласти та елки аР ки, а увеличение отмешивания около приемной и сливцент а к пе ифР риферии углов . , обранои перегородок и градиент скоростичзованных биссект исаек рисами углов с идвижения жидкости в поперечном напродольной осью таю тарелки, позволяетрав енин, что позволяет существен-обеспечить плавн ено повысить эффективность разделения 5 кальных Расходов жидкости по фронтуотдельной тарелки и колонного аппаее движения и слеледовательно, профирата в целом. При этом предлагаемаяля ско остей в по ер в оперечных сеченияхконструкция массообменной тарелкитарелки. Газ (па(и р), поступающий нане ведет к увеличению металлоемкоститарелку че ез отве су р о верстия в ней,.и практически не влияет на стоимостьинтенсивно взаимо ейд йствует с жидизготовления тарелок. Кроме того,костью нахо я ейд щ йся на тарелке,предлагаемая массообменная тарелкаПроконтакти овавшаровавшая жидкость, пройдяффективно использова ьсячерез сливн ю пепри работе в условиях повышенных вной карман 4, а паровается в сливнои канагрузок по жидкой фазе, 3 этом слу (газовый) поток Устремляетсячае перегородка сливного кармана усна вышележа ю та елку.танавливается таким образом, чтоПерегородка сливного кармана, вьюна перекрывает не только рабочуюв виде ломанои линии с углаполненнаямчасть тарелки, но и частично зону ми между отдельными ее элементами,сливного кармана. Значительная длина 40 возрастающими от центра тарелки клинии слива в совокупности с д аэра- периферии, обеспечивает разрушениеционным эффектом, которым обладает ц Ркуляционного контура и жидкостиперегородка, выполненная в виде лона выхо е та ед релки и, следовательно,маной линии, позволяет повьппатьзоны полного перемешивания околопредельные нагрузки по жидкости насливной пе его о ки10-207.ствует устойчивости безградиентноготечения жидкости в поперечных сечеНа фиг. 1 представлена тарелка,ниях тарелки. Ул чшениеобщий вид; на фиг. 2 - то же, продольжидкостного потока на та елкотока на тарелке, свяный разрез; на фиг, 3 - сливной карзанное с уст анением зонперемешивания жидкости около.ман тарелки для случая ее работы в усжидкости Около. приемной и сливной перего о ок и л.ловиях повышенной нагРузки по жиДКОйдацией неравномерности ско астифазе, вид в плане, (стрелкой указанор омерности скорастинаправление движения жидкой фазы).движения жидкости в попе ед ости в поперечном направлении, обеспечивает работуТаекр л а содержит основание 1, тарелки в режиме, приближающемся к55снабженное контактными элементаэлементами 2, . полному вытеснению по жидкости, чтоприемный 3 и сливной 4 к4 карманы, а повьппает эффективность разделениятакже приемную 5 и сливную 6 перего- отдельной тарелки на 10-257(РигЗСоставитель С.ВарановаТехред А.Ач. орректор Г,Юга едактор А.Кура Заказ 2739/ писно илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 682 НИИПИ Государствен по делам изобрете 3035) Москва, Жго комитета СССРий и открытий Раушская наб., д. 4/5