Тарелка для массообменных аппаратов

(72) Авторы изобретенм бченков П. Рябченко, П, П и Г. И, Беликов(54)ТАРЕ СООБИЕННЫХ АППАРАТОВ приводят к стеканию жидкости с одной стороны обтекателя, при этом паровой поток движется с другой стороны, Это ухудшает контакт фаз, распыление приводит к возникникновению байп как по жидкости, так и по пару. Кроме того, мало время контакта фаз и не создаются условия задержки жидкости на тарелке.Цель изобретения - создание такой конструкции тарелки, которая позволит обеспечить равномерное распределение жидкости по периметру обтекателя и устойчивый. ее распыл без подвода механической энергии. иасов Эта цель тарелке для обтекатель ментами, ра ческим окруж ные элементы лены к периф нию движенияИзобретение относится к конструкциям массообменных аппаратов для взаимодействия пара( газа) с жидкостью в закрученном парожидкостном потоке и может быть применено в про 5 цессах ректификации и абсорбции в пищевой, фармацевтической и химической промышленности.Известна контактная тарелка, вклю-; чающая в себя полотно, выполненное в1 О виде усеченного конуса, центрального окна, над которым установлены обтекатель с многолопаточной решеткой (эавихрителем) 1Известна также конструкция тарелки1 с центральными окнами, над которыми установлен конический обтекатель с многолопаточным эавнхрителем, причем тарелки снабжены трубчатыми переливяыми и сепарационнющ системами 2 ,Однако в известной тарелке жидкость стекает по периметру обтекателя неравномерно, так как любые неточности в горизонтальной установке обтекателя достигается тем, что в массообменных аппаратов ыполнен с нросечными элеположенными по концентриностям, при этом просечцентрального ряда направерии тарелки по направлегазового потока, а про865310 фпросечные элементы 9 часть газовогопотока направляется в кольцевой проход между обтекателем 4 и направляющим конусом 8. Эта часть газового по 5 тока создает в выходном срезе кольцевого прохода равномерное направленное движение жидкости и первоначальное ее распыление.Часть жидкости инжекционно засасыщ, вается через просечные элементы 10 впространство многолопаточного эавихрителя 5. Газ, направленный лопастями по окружности, захватывает жид кость и распыляет ее. При этом образуется газожидкостный поток,Выходящий из многолопаточного эавихрителя 5 газожидкостный поток подхватывает частично распыленную жидкость, вытекающую иэ кольцевого прохода между обтекателем 4 и направляю 20щим конусом 8, и распыляет жидкостьв радиальном направлении.Поскольку газовый поток вращается, то и жидкость приобретает враща 25тельное движение. Возникают центробежные силы, которые усиливают радиальное движение капель жидкости.Последние тангенциально ударяются остенку корпуса 1 и образуют вращающееся параболическое кольцо жидкоси ти, которое занимает всю поверхнностьЭОкорпуса 1 между полотном тарелки 2и верхним кольцом сепараторного устройства 6,е- Нижняя часть вращающегося кольцаЗ 5 жидкости находится в рециркуляционе- ном зазоре 13, статическое давлениев котором больше, чем давление в зазоре 12, за счет наличия вращающегося кольца жидкости на стенке кор"0 пуса 1, Возникает циркуляция жидкости через зазоры 13 и 12 месяцу полотном тарелки 2 и плоским кольцом 11. сечные элементы периферийного ряданаправлены к центру тарелки,При этом многолопаточный завихритель установлен в центральной частиобтекателя и снабжен прикрепленным кнему плоским,циркуляционным кольцом,установленным над полотном тарелки,При этом сепарационная система выполнена из установленных одно наддругим плоских колец, диаметры которых увеличиваются снизу вверх.Кроме того, переливная системаснабжена заборными патрубками, направленными по касательной и циркуляционному кольцу против направления лопаток завихрителя,На фиг. 1 схематично показан аппарат с тарелкой, вертикальный разрез;на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1; нафиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; нафи, 4 - обтекатель; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4,Тарелка для массообмнных аппаратов состоит из корпуса 1 плоского полотна тарелки 2 с центральным окром 3(с отбортованным краем), над которымустановлены конический обтекатель 4с многолопаточным завихрителем 5 исепараторное устройство 6, Плоскоеполотно 2 снабжено переливкой, системой 7, обеспечивающей подачу жидкоств центр обтекателя.Над обтекателем 4 установлен направляющий конус 8, образующий с нимкольцевой проход для жидкости. В обткателе 4 под направляющим конусоммежду лопатками завихрителя 5 выполи,ны просечные элементы 9 и 10 типачешуек. Иноголопаточный завихритель5 прикреплен к плоскому циркуляционному кольцу 11, установленному надтарелкой, охватывающему центральноеокно тарелки и образующему с его отбортованным краем циркуляционный зазор 12 и 13, Переливная система 7снабжена заборными патрубкамн 14,на- ф 5правленными против направления вращенния жидкости.Аппарат работает следующим образом.Жидкость поступает через переливную систему 7 и стекает в центральную 50часть обтекателя 4. Под действием силытяжести она сливается в кольцевойпроход между обтекателем 4 и направляккцим конусом 8.Газовый поток поступает снизу через 55центральное окно 3, проходит черезмноголопаточный эавихритель 5 и приобретает вращательное движение, Через Циркуляционная жидкость, выходящая из зазора 12, формируется газовым потоком в виде вращающейся пленки, движущейся по плоскому кольцу 1 к корпусу 1. При этом она не смешивается с основным распыленным потоком жидкости и, достигнув стенки корпуса 1, увеличивает скорость вращения параболического кольца жидкости. Перетекание жидкой фазы с вышележащей тарелки на нижележащую осуществляется через трубчатую переливную систему 7, снабженнуюзаборными патрубками 14. Последние направлены8653против вращения параболическогокольца жидкости, что позволяет. умень-,шить необходимую высоту переливнойсистемы эа счет направления жидкостив переливную систему 7 с некоторымдинамическим давлением,Паровой поток проходит через сепараторное устройство б, отделяет откапель жидкости и поступает на вышележащую тарелку. 0На вышележащей тарелке взаимодействие жидкости и газа повторяется,Везде, где осуществляется контакт жидкости и пара, происходит процесс массообмена. 15При этом выделяют следующие эонывзаимодействия фаз:1. В пространстве между плоскостями многолопаточного эавихрителя 5.Газ контактирует с жидкостью, стекающей через просечные элементы 10 и ноднимающейся через циркуляционный зазор12. Высокая скорость газа обусловливает интенсивное .взаимодействие фаз,2, На выходном срезе кольцевогопрохода между обтекателем 4 и направляющим конусом 8, Жидкость движетсяпо обтекателю, а гаэ выходит черезпросечные элементы 9. Происходит подсос жидкости и ее предварительное рас 30пыление, Так как просечные элементы9 расположены по всему периметру обтекателя 4, то газовый поток производит подсос жидкости по всему периметру, что обеспечивает равномерноедвижение жидкости по периметру зазорамежду обтекателем 4 и направляющимконусом 8,3. Межу торцами многолопаточногозавихрителя 5 и стенкой корпуса. Таккак жидкость предварительно распылена, 40то в этой области удается достичьтонкое распыление жидкой фазы, а следовательно, достичь максимальной поверхности контакта и турбулизациифаэ. Кроме того, в этой зоне наблю здается удар капель о стенку корпусачто интенсифицирует процесс массообмене,4. На плоскостях сепараторного устройства 6. Сепарирующаяся жидкость зообразует пленку, которая также взаимодействует с газом,Таким образом, в предлагаемой тарелке весь объем заполнен зонами ин 5 тенсивного массообмена, улучшено распределение жидкости по периметру обте.кателя за счет сочетания обтекателя 4 с направляющим концом 8 и снабже 10 6ния обтекателя 4 просчными элементами 9 и 10. Время и поверхность контакта фаз увеличены за счет рециркуляции н устойчивого распыления жидкостив широком диапазоне нагрузок,Экономический эффект от внедренияпредлагаемой тарелки получают эасчет увеличения разделяющей способности тарелки, обеспечения устойчивогорежима рабрты тарелки в широксм диапазоне нагрузок по жидкости ) пару,Формула изобретения1. Тарелка для массообменных аппаратов, состоящая из полотна, снабженного ного центральным окном с отбортованным краем, над которым установлен многолопаточный завихритель с обтекателем и направляющим конусом, переливной и сепарационной систем, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью равномерного распределения жидкости по периметру обтекателя и устойчивого ее распыла беэ подвода механической энергии, обтекатель выполнен с просечными элементами, расположенньщн по концентрическим окружностям,при этом просечные элементы центрального ряда направлены к периферии тарелки по направлению движения газового потока, а просечные элементы периферийного ряда направлены к центру тарелки.2, Тарелка по п, 1, о т л и ч а ю 1 ц а я с я тем, что многолопаточныйэавихритель установлен в центральнойчасти обтекателя и снабжен прикрепленным к нему плоским циркуляционным кольцом, установленным над полотном тарелки.3. Тарелка по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что сепарационнаясистема выполнена из установленныхдруг над другом нлоскнх колец с диаметром, увеличивающимся снизу вверх4. Тарелка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что переливная сис"тема снабжена заборными патрубками, нанаправленными по касательной к циркуляционному кольцу против направлениялопатой эавихрителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 415022 кл, В 01 О 3/30 1974.2. Авторское свидетельство СССРУ э 88996, кл. В О 1 О 3/26, 1976прототип), 865310ел Фйв ектор Лихное актор С. кшан о 0 тная,4 лиал каэ 7916/9ВНИИПИ Тираж Государственн елам изобретеМосква Ж-Э "Патентф, г. 709 Под го комитета СССР ний и открытийРаушская наб,ужгород, ул. Про