Ситчато-клапанная тарелка

(72) Авторы изобретения Р. Ю. Поляков, В. Д. Коробко и Л. Н. Карепина всесоюзный научно-исследовательский,й. проектнцй институт по переработке газа(54) СИТЧАТО-КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА Изобретение относится к устройствам для контактирования газа ( пара) с жидкостью и может быть. использовано в массообменных аппаратах нефтегазоперерабатывающей, химической, газоперерабатывающей и других отраслей народного хозяйства. Известна тарелка, основание которой представляет собой ситчатый горизонтальный лист с жестко закрепленными на нем перфорированными патрубками, внутри которых помещен плавающий дисковый клапан . Наличие клапанов на такой тарелке позволяет расширить диапазон работы и обеспечить саморегулирование тарелки прп изменении нагрузки по газу (пару), Одним из недостатков такой тарелки является трудность ее изготовления и монтажа в колонне, так как во избежание заклинивания плавающих клапанов в перфорированных стенках требуется выполнение минимальных допусков на вертикальность установки самих патрубков и горизонтальность основания тарелки,йругим недостатком этой тарелки является задержка жидкости на ее рабочейчасти из-за противоположного направления потоков газа из перфорированныхпатрубков и жидкостного потока. Это приводит к образованию застойных зон вгазожидкостном потоке на тарелке и кснижению ее эффективности.Известна тарелка, которая более проста по конструкции и устраняет образование зон. Основание этой тарелки представляет собой горизонтальный лист с отверстиями в виде сита. На основании ее 15расположены в шахматном порядке плоские клапаны, перекрывающие часть отверстий. Плоский клапан, например прямоугольной формы, устанавливается на основании тарелки с зазором за счет отогнутых в сторону основания тарелки угловклапана и имеет два закрепленных нанем стержня, пропущенных через отверстия тарелки. Стержни фиксируют поло 685,.33жение клапана на основании тарелки и не дают ему смещаться в горизонтальной лг;г.кос "и, Рабочяи смесь стержней изогнута ио радиусу, я нижайше концы их загнуты в виде крюка и являются ограничителями хода клапаги. Стержни установлены в отверстиях основания тарелки с зазором и смещены к одному из краев плоского клапана, противоположному переливцому устройству, Благодаря такой конструкции стержней и способу их уста новкч клапан имеет плавающий характер работы и может поворачиваться под действием газовой ( паровой) струи на определенный угол к плоскости основания тарелки.1Однако недостатком работы такой тарелки является возможность обратного перемешивания жидкости из за барботирования газа (пара) по боковым сторонам клапанаЭто приводит к поперечной 36 неравномерности распределения жидкости па тарелке и снижает .эффективность ее работы.Известна тарелка, устраняющая указанный недостаток. На ситчатом основании такой тарелки выполнены в определенном порядке прямоугольные отверстия для клапанов. Над этими отверстиями36 установлены прямоточные клапаны с боковыми стенками. Наличие боковых стопок предотвращает боковой барботаж, что исключает обратное перемещение жидкости на тарелке и тем самым повышает эффективность ее работы, Но при малых35 нагрузках по газу (пару), когда клапаны закрыты, над их поверхностью газ (пар) не барботирует через слой жидкости. Поэтому над клапанами снижается степень перемешивания газа (пара) с40 жидкостью по сравнению с остальной поверхностью основания тарелки, Это приводит к неравномерному распределению пузырьков газа (пара) в жидкости на всей рабочей площади тарелки, а следо 43 вательно, к снижению ее эффективности. Наиболее близка к изобретению известная тарелка, которая обеспечивает равномерное распределение пузырьков газа (пара) через слой жидкости по всей рабочей площади тарелки при малых и умеренных нагрузках по газу (пару). Она содержит ситчатое основание, на котором выполнены отверстия с отбортовкой, причем сечение одного такого отверстия намного больше, чем сечение отверстия сита Над отверстиями с отбортовкой О 14расположены прямоточные клапаны, выполненные в виде перфорированной пласгины с огранич 1 телями в виде части полог о цилиндра, Па поверхности клапанавыполнены отверстия с той хне разбивкойи того же диаметра, что и на самом основании тарелки.Благодаря этому при малых и умеренных Фагрузках по газовой (паровой) фазена тарелке обеспечивается равномерныйбарботахгный слой, а начальное открытиеклапанов происходит при меньшей затрате энергии газа (пара).Но при увеличении нагрузки по газу(пару), когда клапаны открыты, потокгаза (пара), выходящий через отверстияна поверхности клапана, направлен всторону, противоположную потоку хгидкости. Это способствует задержке жидкости на тарелке, что необходимо принебольших жидкостных нагрузках. С повышением нагрузки по жидкости противоток обменивающихся фаз на переливнойтарелке приводит к задержке жидкости,увеличению барботажного слоя и брызгоупоса. Это отрицательно влияет на эффективность работы тарелки. При большойнагрузке по газу (пару), когда клапаноткрыт, вьгходящий из-под клапана газ( пар) проходит через канал большегосечения, чем сечение отверстия сита.Вследствие этого происходит неравномерное диспергирование жидкости газом(паром) на всей рабочей площади тарелки, что также отрицательно влияет наее эффективность.Целью изобретения является увеличение эффективности ситчато-клапаннойтарелки при повышенных нагрузках погазовой ( паровой) и жидкой фазам.Указанная цель достигается тем, чтоодин конец пластины закреплен в основании тарелки, а другой снабжен перфорированной стенкой, изогнутой по радиусу, причем перфорация стенки выполнена в виде, прорезей, направленных подострым углом к основанию тарелки.Перфорация пластины выполнена ввиде прорезей, направленных в сторонупереливного устройства.,При предложенной конструкции клапана струи газа (пара) равномерно распределяются в барботажном слое при любом положении клапанов, что дает возможность достичь равномерного диспергирования жидкости газом (паром) навсей рабочей площади тарелки в широкомдиапазоне рабочих нагрузок, и следова688301 5тельно, повысить эффективность работытарелки,На фиг, 1 схематически изображенаситчато-клапанная тарелка, вцд в плане;на фиг, 2 - тарелка с клапаном в разрезе; на фиг, 3 - тарелка с клапаномпри максимальных нагрузках по газу( пару).Ситчато-клапанная тарелка состоитиз основания, которое выполнено в видеситчато-горизонтального листа 1 с отверстиями 2 сита и прямоугольными отверстиями 3 для клапанов 4, расположенных на тарелке в шахматном порядке, Клапан 4 расположен на оси 5 исостоит из перфорированной пластины 6с прорезями 7, двух боковых стенок 8и перфорированной стенки 9, изогнутойпо радиусу так, что выпуклая сторонаее направлена в сторону переливногоустройства 10. Прорези 7 также направлены в сторону переливного устройства 1 О. В стенке 9 выполнены отверстия в виде прорезей 1 1, направленныхпод острым углом к основанию тарелки1. Клапан 4 снабжен ограничителямиповорота 1 2.Для более равномерного распределения струй газа (пара) в барботажномслое на тарелке при любом положенииклапанов 4 прорези 7 и 11 выполненыс той же разбивкой, что и отверстия2 сита и сечение каждой прорези 7 ц11 равно сечению отверстия 2.Тарелка работает следующим образом.Прц малых нагрузках по газу (пару)клапан 4 закрыт ц гаэ (пар) проходитчерез отверстия 2 сита перекрестнымпотоком и через прорези 7 прямотоком,Выходящий из прорезей 7 поток газа(пара) увлекает эа собой жидкость внаправлении переливного устройства1 О, что увеличивает скорость движения жидкости на тарелке и, следовательно, позволяет работать с повышенныминагрузками по жидкости,С увеличением нагрузки по газу(пару) клапан 4 открывается и потокгаза (пара) проходит также через прорези 11, выголненные в стенке 9. Этотпоток направлен под острым углом к основанцю тарелки, что также увеличиваетскорость движения жидкости на тарелке.Наличие перфорированной стенки 9 даетвоздюжность равнод:ерно распределитьструи газа (пара) в барботажном слое Ф на тарелке при повышенных нагрузкахпо газу (пару), когда клапан 4 открыт,а выполнение в стенке 9 отверстий ввиде прорезей 1 1, направленных под острыд углом к основанию тарелки 1, не- М обходимо для того, чтобы поток газа(пара) из этих прорезей не был направлен на поток газа (пара) из отверстий2 сита. Это предотвращает местную (локальную) переконцентрацию пузырьков ф газа ( пара) в жидкости и устраняет колебания в барботажном слое на тарелке,Направление в перфорированной пластине клапана в сторону переливного устройства позволяет повысить нагрузку пожидкости в области эффективной работытарелки.Благодаря равномерному расположениюи выбору одинакового сечения всех отвер- Бстий для прохода газа (пара) на тарелкепри любом положении клапанов струи газа (пара) распределяются равномерно вбарботажном слое ц таким образом эффективность тарелки увеличивается на 1015 Ъ в широком диапазоне рабочих нагрузок. формула изобретения 31, Ситчато-клапанная тарелка, содержащая основание с отверстиями, в которыхустановлены прямоточные клапаны и видеперфорированной пластины с ограничительными элементами, отл и чаю ща яс я тем, что, с целью увеличения эффективности работы тарелки прц повышенныхнагрузках по газовой (паровой) и жидкойфазам, один конец пластины закреплен в у основании тарелки, а другой снабжен перфорированной стенкой, изогнутой по радиусу, причем перфорация стенки выполненаВ виде прорезей, направленных под острымуглом к основанию тарелки .уу 2, Тарелка по п, 1 отличающ а я с я тем, что перфорация пластинывыполнена в виде прорезей, направленныхв сторону переливного устройства,о 95303 П г Сост ель А. СондорАндрейко Коррек Ред Е, Хорин Крицка ед ка 113 филиал П атент, г, Ужгород, ул. Проектная,43/8 Тираж 877 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 035, Москва, Ж, Рауш