Массообменная тарелка

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик967499(61) Дополнительное к авт. свид-ву .(22) Заявлено 11.03.81 (21) 3257462/26с присоединением заявки Нов(23) Приоритет 151) М. Кп.з В 01 0 3/26 Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(088.8) Опубликовано 23 Л 082. Бюллетень Мо 39 Дата опубликования описания 23.10.82 Г.М. Яковлев, С.А. Лахтанов и С.К. Протасов(54) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА Изобретение относится к устройствам для проведения процессов массо- обмена для использования в химической, пищевой и других родственных отраслях промышленности, в частности для проведения процессов абсорбции и ректификации , работающих по принципу прямоточного взаимодействия фаз в зоне контакта.Известно контактное устройство . для проведения процессов массообмена представляющее собой патрубок с отбойньм устройством вверху. В нижней части патрубка установлен тангЕнциальный завихритель, образующий распылительную камеру, устройство для подачи жидкости с тарелки в нижнюю часть камеры в одну или несколько щелей при помощи трубок 1).Однако данное устройство не обладает достаточно высокой эффективностью массообмена.Известно контактное устройство для проведения процессов массообмена, содержащее полотно, на котором жестко закреплены контактно"сепарацнонные патрубкн с отбойным устройством в верхней части, многолопастным завихрителем и распылительной камерой в нижней части. Распылительная ка" мера выполнена из установленных ра:диально и образующих коническую поверхность полых Ч -образных лопастей 2).К недостаткам иэнестного устройства следует отнести невысокую интенсивность массообмена вследствие малой турбулизации газожидкостного потока и незначительного времени контакта фаз в условиях высокоразвитойповерхности контакта.Известное устройство обладаеттакже узким диапазоном эффективнойработы по газовой фазе, поскольку 15 при увеличении скорости газа днспергирование жидкости осуществляется сверхней части Ч-образных лопастейчто снижает время контакта фаз, апри низкой скорости газа жидкостьчастично протекает по лопастям истекается. на нижележащую тарелку безконтакта, Кроме того, наличие диафрагмирующего колпачка увеличиваетгидравлическое сопротивление элемента.25 Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена засчет увеличения времени и поверхностиконтакта фаэ и расширение диапазонаустойчивой работы контактного эле мента.Указанная цель достигается тем,.что в тарелке, на полотне которойжестко закреплены контактно-сепарационные патрубки с отбойным устройством в верхней части, многолопастным завихрителем и распылительной 5камерой, контактно-сепарационныйпатрубок выполнен в средней частисо щелью с отбортовкой наружу и снабжен расположенным внутри него дополнительным завихрителем,а многолопастной завихритель установлен в нижней части камеры, полые лопасти которой имеют щель для выхода жидкостивыше завихрителя.При этом отбойник контактно-сепарационного патрубка выполнен в ви 5де усеченного конуса, сужающегося,",вниз, жестко скрепленного с обоймойи установленного на расстоянии отконтактно-сепарационного патрубка.Кроме того, обечайка отбойногоустройства выполнена одного диаметрас обечайкой.контактно-сепарационногоэлемента,Причем контактно-сепарационныйэлемент снабжен в верхней части от- . 25бортовкой, выполненной наРужуНа фиг. 1 изображена предлагаемаятареяка, общий вид; на фиг. 2 - раз-рез,Д-А на фиг. 1; на фиг. 3 - полаялопатка; на фиг. 4 - вид Б на фиг.1.Массообменная тарелка содержитполотно 1, на котором жестко закреплены контактно-сепарационные патрубки 2 с отбойным устройством 3, выполненным, в виде сужающегося вниз З 5усеченного конуса 4, жестко скрепленного с кольцом 5 и обечайкой б.Отбойное устройство установлено сзазорами 7 и 8 по отношению к контактно-сепарационному патрубку. Контактно-сепарационный патрубок имеетвверху отбортовку 9,выполненную наружу,в средней части щель 10.с отбортовкой 11, выполненной также наружу, ивнутри завихритель 12, а в нижней 45частираспылительную камеру 13, выполненную в форме усеченного конусас турбулизатором 14 в узкой ее части.Распылительную камеру образуют полыеЧ-образные лопасти 15, установленныерадиально, заглушенные в нижнейи впередней части заглушками 16 и 17.В передней части лопасть выше турбулцзатора имеет щель 18 для проходажидкости. Внутренняя полость 19 лопатки посредством отверстий 20 сообШЬется с объемом жидкости на тарелке,Обечайка отбойника выполнена одного диаметра Д с обечайкой контактно-сепарационного патрубка.Предлагаемое устройство работает 60следующим образом.Жидкость с полотна тарелки черезотверстия 20 поступает в объем 19 полой лопатки 15 и вытекает через, щель, 18 на турбулизатор 14. 65 Газ, поднимаясь вверх по колонне, разделяется. Часть его проходит тур- булизатор 14, турбулизируется, приобретает закрутку и, мелко диспергируя жидкую фазу, поднимает ее вверх.Основная масса газа проходит че" рез щели, образованные полыми лопастями, и струями пересекает турбулизированный газожидкостный поток, производя дополнительное диспергирование жицкости, которая под действием цен-., тробежных сил после турбулизатора дви жется навстречу основному газовому по- току. Образующиеся при этом завихрения способствуют созданию сильнотурбулизированного потока с Непрерывно сбновляющейся поверхностью контакта фаэ, что значительно интенсифицирует процесс массообмена.Предлагаемое конструктивное решение позволяет значительно расширить 1 диапазон работы устройства, посколь. ко вне зависимости от скорости газа жидкость поступает на трубулизатор, ,который производит ее распределение во встречный поток газа и соответственно по всему объему распылительной камеры 13.После распылительной камеры турбу лизированный газожидкостный поток поступает в контактно-сепарационный патрубок 2 и движется вверх, чем увеличивается время контакта фаэ в условиях высокоразвитой поверхности контакта.Проходя завихритель 12, газожид, костный поток приобретает вращатель" ное движение и эжектирует через щель 10 жидкость, находящуюся между контактно-сепарационным патрубком и отбортовкой 11, и транспортируется ее пленкой вверх. Под действием центробежных сил частицы жидкости, движущиеся после завихрителя, отбрасываются на пленку, обновляя поверхность контакта фаз в,пленочном режиме взаимодействия фаз, что позволяет также интенсифицировать процесс массопередачи. Движущаяся пленка жидкости за счет отбортовки 9 контактно-сепарационно", го устройства в верхней части срезается и поступает под отбойное устройство 3, где скорость ее резко падает за счет расширения объема, и жидкость по стенке патрубка стекает на отбортовку щели 10, откуда она час" тично возвращается на циркуляцию, а частично сливается на полотно 1 тарелки, чем образуется два контура циркуляции.Многократная циркуляция жидкости через элементы для гаэожидкостных систем, где диффузионное сопротивление массопередачи сосредоточено в жидкой фазе, позволяет уменьшить число тарелок по высоте аппарата, что повышает КПД ступени и снижает металлоемкость аппарата.Выполнение контактно-сепарационного патрубка с отбортовкой в верхней части позволяет надежно разделять фазы после контакта и выполнить ди,:аметр обечайки Д отбойника равным, ;диаметру, контактного элемента. Это дает возможность отказаться от диафрагмического колпачка, что значи, ;тельно снижает гидравлическое сопротивление элемента.После взаимодействия газ поступает на вышележащую тарелку, а жидкость через переливы (не показаны) ,перетекает на нижележащую ступень.Таким образом, предлагаемая конст рукция по сравнению с;известной,поз- воляет увеличить эффективность массо- обмена, диапазон устойчивой работы и время контакта жидкой фазы с газо. вой, что значительно повышает КПД ступени при контакте фаз, в особенности для систем, где диффузионное сопротивление массопередачи сосредоточено в жидкой фазе.формула изобретения-1. Массообменная тарелка для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, содержащая полотно, на котором жестко закреплены контактно-сепарационные патрубки с отбойным устройством в верхней части, многолопастным за- .вихрителем и распылительной камерой в нижней части, выполненной из установленных радиально и образующих ко ническую поверхность полых К-образныхлопастей, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью интенсификациипроцесса массообмена за счет увели.- чения времени и поверхности контакта.5 фаз и расширения диапазона устойчивой работы, контактно-сепарационныйпатрубок выполнен в средней частисо щелью с отбортовкой наружу и снабжен расположенным внутри него допол 30 нительным завихрителем, а многолопастной завихритель установлен в ниж ней части камеры,полые лопасти которой имеют щель для выхода жидкости выше завихрителя.15 2Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отбойниквыполнен в виде усеченного конуса,сужающегося вниз, жестко скрепленного с обечайкой и установленного нарасстоянии от контактно-сепарацион. ного патрубка.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что обечайкаотбойника выполнена одного диаметра с обечайкой контактно-сепарацнонного элемента.4. Устройство по пп. 1-3. о т л ич а ю щ е е с я тем, что контактносепарационный элемент снабжен в верхней части отбортовкой, выполненнойнаружу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ .226551, кл. В 01 Р 3/26, 1967.З 5 2. Авторское свидетельство СССРВ 552983, кл. В 01 Р 3/26, 1975" к актор 5 1 ак Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, -4 ал 1 Тираж 734 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5