Прямоточная контактная тарелка

Союз СоветсиикСоциалистически кРеспублик ро 893208(5)М. Кл. В 01 Р 3/26 с присоединением заявки Рй(23)Приоритет - . 3 Ъвудараееныа кемнтет СССР ао далам изабретени и открытий(53) УДК 66.048. .375(088,8) Опубликовано 30,12.81, бюллетень М 48 Дата опубликования описания 04.01.82 2) Авторы нзобретени К, Лобашев, Н. С. Черноземов 1) За Всесоюзный научно-исследователь углеводородного сырья(54 ПРЯМОТОЧНАЯ КОНТАКТНАЯ Изобретение относится к устройствам ойцего назначения для осуществления различных физических и химических процеосов, а именно к контактным тарелкам для взаимодействия газа (цара) с жидко стью, в которых контактирование фаэ о- шествляется в режиме прямотока и саморегулирования живого сечения,прям одо и круг- коскоакта 1,Известна контактная тарелка с точными, контактными устройствам лой 4 врйы, обеспечивающими выс росеФе движение фаэ в зоне конт ной конструкцииество контактныхее сложность иэтарелок,ок в значительнойрелках с контактямоугольной формы,рых достигаетсялинейной протяжен Недостатком иэвест является большое колич устройств, определяющ готовления и монтажа Указанный недоста мере устраняется в та ными. устройствами пр сокращение числа кото за счет увеличения их ности, Недостаток известных конструкций та релок состоит в их чувствительности к изменениям нагрузки по пару (газу,) и жидкости, что приводит к непостоянству., эффективной работы тарелок и отрицательно сказывается на качестве получаемой продукции.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является прямоточная контактная тарелка, которая содержит горизонтальйую перегородку с сопловыми отверстиями, спивную перегородку и контактные элементы, образованные парой вертикальных плоско-параллельных пластин, одна из которых плотно примыкает к горизонтальной перегородке, а другая расположена на некотором расстоянии от горизонтальной перегородки и своей верхней частью образует отбойник дугового профиля 21В данной конструкции тарелки упрощение .изготовления и монтажа достигается за счет сокрашения числа контактных устройств посредством увеличения их ли3 80320 нейной протяженности. Однако данная конструкция не решает задачи саморегулирования живого сечения как по газовой, так и по жидкой фазам ввиду жесткости свя-" зей элементов устройства. Укаэанный не достаток приводит к непостоянству гидравлических характеристик и эффективности работы тарелок, что отрицательно сказыва ется на качестве получаемой продукции.Цель изобретения - стабилизация ско о роствй газа (пара) и жидкости в зоне кондакта при изменении их расхода и упро щение монтажа.Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции прямоточной 15 контактной тарелки пластины с отбойником в нижней частй снабжены клапанами-понтонами и жестко соединены между собой торцовыми перегородками, При этом нижняя часть клапанов-понтонов имеет про ,фильотбортовки соплового отверстия горизонтальной перегородки, а каждый иэ крайних клапанов-понтонов снабжен уцругим элементом, преимущественно пружиной, соединяющей его с неподвижной ча 25 стью горизонтальной перегородки.На фиг. 1 изображена часть аппарата с предлагаемой прямоточной контактной тарелкой; на фиг, 2 - тарелка, вид сверху. 30 Тарелка состоит из горизонтальной пе регородки 1 с сопловыми отверстиями, сливной перегородки 2 и контактных элементов, образованных парой вертикальныхл35 плоско-параллельных пластин 3 и 4 клапаном-понтоном 5, торцовыми перегородками 6. Кроме того, имеются пластины- ограничители 7 и упругий элемент 8, Нижняя кромка пластины 3 закреплена на кла 40 пане-понтоне б произвольнойформы, но повторяющейся в нижней его части профиль отбортовки,сопла горизонтальной перегородки 1, а верхняя отогнутая часть обра зует отбойник дугового профиля. Нижняя кромка пластины 4 примыкает к горизон 45 тальной перегородке 1. 8Поднимающийся с нижележащей тарелкигаз (пар) проходит, через сопло горизонтальной перегородки 1 и увлекает с собойжидкость, поступающую в зону контактапо зазору, образованному отбортовкойсопла и соответствующей ве профилю нижней частью клапана-понтона 5. В контактном зазоре, образованном пластинами3 и 4, в, восходящем двухфазном потокеввиду высокой относительной скоростифаэ осуществляется интенсивный массообмен,На выходе иэ контактного элементадвижущийся поток претерпевает поворотна 180 , обусловленный отбойником,вследствие чего поток разделяется: гаэ(пар) подымается и поступает на вышележащую тарелку, а жидкость отбрасываетсявниз и поступает в следующий контактный элемент.Описанное относится к уставовившвмуся режиму работы тарелки, когда клапан-понтон под действием равновесия сил(давление газа (пара) на пластину 3, натяжениепружины 8, уровень жидкости натарелке) занимает вполне определенноеположение,Рассмотрим три возможных в практике случая изменения нагрузок,1. Изменяется нагрузка по газу припостоянной нагрузке по жидкости, Увеличение нагрузки по газу при неизменномрасходе жидкости приводит к увеличениюсилового воздействия на пластину 3, поддействием чего клапан-понтон смещаетсялишь в ,сторону, противоположную отпластины 4, увеличивая тем самым живое сечение для прохода газа и стабилизируя его скорость в контактном зазоре,а следовательно, гидравлическое сопротивление и эффективность массообмена(КПД тарелки). Перемещение клапанопонтонов .в направлении, перпендикулярном направлению движения жидкости натарелке, ограничивается пластинами 7,которые, предотвращая перемешиваниежидкости на иарелке, с;пособствуют повышению КПД.Клапаны-понтоны 5 с пластинами 3 и торцовыми перегородками 6 свободно плавают в жидкости на горизонтальной перегородке и имеют возможность перемещаться в горизонтальном (по ходу жидкости) и вертикальном (цо ходу газа) направлениях. Крайний о ходу жидкости клапан-понтон соединен с неподвижной частью тарелки посредством упругого элемента, например пружины 8.Тарелка работает следующим образом,2.:Изменяется нагрузка по жидкости при постоянной нагрузке по газу. Увеличение нагрузки по жидкости при неизменном расходе газа приводит к увеличению уровня жидкости на тарелке. Это вызывает при постоянной плавучести клапана- понтона лишь его подъем над полотном тарелки, что и обеспечивает увеличение сечения зазора для прохода жидкости, стабилизируя ее скорость при входе в зо8932 3 Формула изобретения ну контакта, а следовательно, гидравлическое сопротивление и эффективность тарепки. При этом живое сечение для прохода газа остается неизменным.3, Одновременно изменяются нагруэки как по газу (пару, так и по жидкости. Увеличение расходов газа (пара) ижидкости приводит по причинам, указанным в пп.1 и 2, к одновременному перемещению клапана-понтона соответственно 1 фв горизонтальном и вертикальном направлениях,что и обусловливает одновременное.увеличение живого сечения для проходагаза и зазора для прохода жидкости, Такдостигается постоянство скоростей фаз в 1 юмомент образования двухфазного потока,а следовательно, стабилизаша гидравлического сопротивления и эффективности тарелки при одновременном увеличении нагрузки по газу (пару) и жидкости.20При автономном или одновременномуменьшении нагрузки по газу (пару) ижидкости соответственно уменьшение живого сечения для прохода газа и жидкостного зазора осуществляется автомати 2 ф,чески нод воздействием усщп;я пружиныи силы тяжести клапана-понтона,Предлагаемая конструкция обеспечивает также эйачительное упрощение монтажных работ, поскольку клапаны-понтоны ЗОустанавливаются на полотне тарелки свободно и имеют связь с ней или с корпусом аппарата лишь посредством пркйны.Использование предлагаемой конструкции в процессах абсорбции, ректификации зюи десорбции по сравнению с известнойдает возможность проводить процесс с высокой эффективностью при значительныхизменениях нагрузок по пару и жидкости.Испытания предлагаемой конструкции по49казали, что при скоростях газа в аппаратте от 0 б до 2,5 м/с за счет стабипьныххарактеристик тарелки степень насыщенияжидкости СО остается практически неиэ 08 бменной и превышает степень насыщения для известной конструкции в среднем в.1,б раза,1, Прямоточная контактная тарелка, содеркащая горизонтальную перегородку с сопловыми отверстиями, сливную перегородку и контактные устройства, образованные парой вертикальных плоско-парал дельных пластин, одна из которых плотно примыкает к горизонтальной перегородке, а другая расположена на расстоянии от горизонтальной перегородки и снабжена в верхней части отбойником дугового про(риля, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью стабилизации скоростей газа (тра) и жидкости в зоне контакта при иэ менении ик расхода и упрощения монтажа, пластины с отбойником в нижней части снабжены клапанами-понтонами и жестко соединены между собой торцовыми перегородками.2. Тарелка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что нижняя, часть клапа нов понтонов имеет профиль отбортовки соплового отверстия горизонтальной перегородки.3, Тарелка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый иэ крайник клапанов-понтонов снабжен упругим элементом, преимуществ венно пружиной, соединяющей его с неподвижной частью го ризонтальной перегородки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР129181, кл, В 01 Р 3/26, 1959. 2. Авторское свидетельство СССР161688, кл, В 013 3/26, 1962893208 ФЬг ВНИИПИ Тираж 7 фвщ Заказ 11312/4 одписное ППП фПатентф,род, ул. Проектная