Контактная прямоточная тарелка

Союз СоввтскикСоциалистическиаРеслубяии ОП ИСАНИЕизоБеютИНиЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 986444(51)М. Кл,В 01 О 3/28 В О 1 0 3/30 6 Ьсударстинный комнтет СССР яв делам нзобретеннй н открытнй.375(088,8) Дата опубликования олисания 07, 01. 83(51) КОНТАКТНАЯ ПРЯМОТОЧНАЯ ТАРЕЛКА 1Изобретение относится к устройствам для проведения процессов теплообмена в системах газ (пар) - жидкость и может быть использовано в химической,пищевой и.других родственных отраслях промышленности, в частности,для проведения процессов абсорбциии ректификации,Известна прямоточная тарелка, содержащая контактныи элемент с завихч1 О рителем в верхней части, установленный с кольцевым зазором над тарелкой, образуя кольцевую щель для прохода жидкости. Под тарелкой уста 15 но елена пере городка, образуя кол ьцевую щель для прохода газа . 1.Недостатками такой тарелки явля" ются повышенное гидравлическое сопротивление и невысокая эффективность массообмена при больших нагрузках по жидкой фазе из-за недо" статочно развитой поверхности контакта фаз. 2Известна прямоточная тарелка, со" держащая контактный элемент, выполненный в виде конической обечайки с отверстиями в нижней части и завихрителем в верхней части, к которой жестко прикреплен большим основанием направляющий конус, причем в вершине последнего размещен распреде" лительный конус Г 2 3.Такая тарелка характеризуется недостаточно высокой эффективностью тепломассообмена .-вследствие того, что часть жидкости перетекает через переливы сверху вниз, минуя контактное устройство, и взаимодейст" вие ее с газом происходит в пленочном режиме.Известно, что наилучший тепломассообмен происходит, когда жидкая фаза находится в мелкодисперсном состоянии, Таким образом, зто приводит к снижению КПД тарелки в частности и всего аппарата в целом, и вызыва-. ет необходимость в установке допол 986 мяч50 ше диаметра Д 1 отбортовки 9, При нительных контактных устройств в аппарате.К недостаткам этой тарелки следует отнести и неспособность конструкции эффективно работать при увеличении нагрузок по жидкой фазе. При увеличении количества жидкой Фазы требуется увеличить зазор между стенкой аппарата и контактным устройством для пропуска ее, Это приводит к увеличению толщины пленки и соответственно к уменьшению поверхности контакта фаэ.Увеличение расхода жидкой фазы приводит к тому, что с распределительного конуса жидкость стекает вниз в виде толстых струй, что снижает процесс диспергирования жидкости газовым потоком.Целью изобретения является ин тенсификация теплоеассообмена за счет увеличения поверхности контакта фаз при увеличеыии нагрузок по жидкой Фазе.Поставленная цель достигается тем, что в тарелке, снабженной переливным устройствои и контактным элементом, содержащим коническую обечайку с отверстиями в нижней части и завихрителем в верхней, к которой жестко прикреплен большим основа. нием направляющий конус, пр высоте направляющего конуса выполнены концентрические отбортованные внутрь щели для прохода газа, отбортовки которых снабжены переточными трубками, соединяющими их и размещенными равномерно по периметру, причем число переточных трубок увеличивается по высоте контактного элемента; а диаметр нижней отбортовки любой щели меньше диаметра верхней отбортовки той же щели,Нижний конец переливного устрой" ства размещен над нижележащим завихрителем.На фиг. 1 изображен общий вид контактной тарелки; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1," на фиг. 3 - узелФиг1Контактная прямоточная тарелка содержит полотно 1, на котором установлен контактный элемент 2, содержащий коническую обечайку 3 с отверстиями ч в нижней части и завихрителем 5 в верхней, К обечайке 3 жестко прикреплен большим основанием направляющий конус 6, по высоте которого выполнены отбортованные внутрь 5 1 О 15 2 О 25 зе 55 ю 45 концентрические щели 7 для прохода газа . Диаметр Д нижней отбортовки8 любой щели меньше диаметра Д 1 верхней отбортовки 9 той же щели.Верхняя и нижняя отбортовки любойщели соединены жестко между собой переточными трубками 10, размещеннымиравномерно по периметру щели, Нижнийконец 11 переливного устройства 12размещен над нижележащим завихрителем,Тарелка работает следующим образом,Жидкость с полотна 1 тарелки проходит через отверстие 1, накапливается в обьеме между отбортовкой 9и конусом 6 и через трубки 10 частично перетекает к нижележащим отбортованным щелям, Благодаря тому, чточисло трубок 10 увеличивается повысоте элемента 2, обеспечиваетсяне только заполнение жидкостью всехобьемов между отбортовками 9 и конуса 6, но и переток ее через торецотбортовки в виде круговой пленки,Газовая фаза, поднимаясь по высотеколонны, разделяется. Часть ее проходит через меньшее основание конуса 6, диспергируя пленку жидкости иунося мелкодисперсную фазу вверх.Другая часть газа распределяется пощелям 7 и также мелко диспергируетстекающую с отбортовки 9 пленку жидкостиТакое выполнение тарелки позволяет значительно интенсифицировать процесс тепломассообмена за счет взаимодействия газожидкостных потоков вовстречных струях. Сильная турбулизация газожидкостного потока обеспечивается вследствие сужения-расширения контактного обьема по высотеконтактного элемента и поступленияновых газожидкостных потоков, чтообеспечивает постоянное обновлениеповерхности контакта фаз и,следовательно, интенсификацию процесса тепломассообмена. Интенсификации массообмена способствует и то, что диаметр Д отбортовки 8 выполнен меньпрохождении газожидкостного потока вверх по контактному элементу надотбортовкой 8 создается разрежение, что позволяет газу более эффективно диспергировать пленку жидкости, стекающую с отбортовки 9, и создавать более развитую поверхност контакта фаз,Далее сильнотурбулизированныйс высокоразвитой поверхностью контакта фаз газожидкостный поток поступает в обечайку 3 и, проходяэавихритель 5, приобретает вращательное движение. На этот завихритель также поступает с вышележащейтарелки через устройство 12 жидкаяфаза, которая также диспергируетсяподнимающимся газожидкостным потоком. Этим предотвращается проходжидкой фазы без контакта с газом,что повышает КПД тарелки,Разделение фаэ происходит послезавихрителя 5 под действием центробежных сил, Жидкая фаза отбрасывается на стенку аппарата и стекаетна полотно 1 и далее в переливноеустройство, а газ поднимается наследующую контактную ступень.зоТаким образом, применение предлагаемой тарелки позволяет значительно интенсифицировать процесстепломассообмена при значительныхнагрузках по жидкой фазе за счет дис-пергирования жидкости газом на разных уровнях контактного элемента исоздания высокоразвитой сильнотурбулизированной непрерывно обновляющейся поверхности контакта фаз, 30Конструктивное выполнение переливного устройства предотвращает проход жидкой фазы без контакта с газом, что также повышает эффективностьтепломассообмена, 35формула изобретения1. Контактная прямоточная тарелка для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, снабженная переливным .устройством и контактным элементом,содержащим коническую обечайку с отверстиями в нижней части и эавихрителем в верхней, к которой жесткоприкреплен большим основанием направляющий конус, о т л и ч а ющ а я с я .тем, что, с целью интенси-.фикации тепломассообмена за счет увеличения поверхности контакта фазпри увеличении нагрузок ло жидкойфазе, по высоте направляющего конуса выполнены концентрические отбортованные внутрь щели для проходагаза, отбортовки которых снабженыпереточными трубками, еоединяющимиих и размещенными равномерно по периметру,2. Тарелка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что число пвреточных трубок увеличивается повысоте контактного элемента,3. Тарелка по пп. 1 и 2, о т л и"ч а ю щ а я с я тем, что диаметрнижней отбортовки любой щели меньшедиаметра верхней отбортовки той жещели,4, Тарелка по пп, 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что нижний конец переливного устройства размещеннад нижележащим завихрителем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИ 237090 кл. В 01 0 3/28, 1967.2. Авторское свидетельство СССРМ 691143, кл. В О 1 Р 3/30, 1978986 ЙМ актор З.Боро тор А.Дзятк аказ ли ИИПИ по 202 ч