Клапанна тарілка для масообмінних апаратів

Клапанна тарілка для масообмінних апаратів, що містить горизонтальне полотно з газовими патрубками, які розташовані в шаховому порядку, над патрубками встановлені клапани, яка відрізняється тим, що кожний газовий патрубок і клапан виконані конічної форми з рівними кутами нахилу твірних газового патрубка і клапана, причому верхній край газового патрубка виконаний зубчастим, а верхня частина клапана виконана сферичною Винахід відноситься до конструкцій контактних пристроїв для ректифікаційних і абсорбційних апаратів і може знайти застосування в нафтопереробній, нафтохімічній, ХІМІЧНІЙ і газовій промисловості Відома клапанна тарілка для масообмінних апаратів, що містить горизонтальне полотно, на якому в шаховому порядку встановлені дискові пластинчасті клапани, що мають по три нижніх направляючих, розташованих у плані під кутом 120° і споряджених обмежниками підйому (а с СРСР №169061, кл В 01 D З/ЗО, 1965) Така конструкція тарілки дозволяє інтенсифікувати процес масообміну за рахунок створення перемінного прохідного перетину для газу, що змінюється зі зміною навантаження колони по газу Недоліком такої конструкції є недостатня турбулізація потоків Найбільш близької до пропонованого по технічній суті, одержуваному ефекту і прийнятою за прототип є клапанна тарілка, що містить горизонтальне полотно з газовими патрубками, які розташовані в шаховому порядку і виконані у виді сопла Вентурі, над ними встановлені дискові клапани, що мають по три нижніх направляючих, розташованих у плані під кутом 120° і споряджених обмежниками підйому (Тютюнников А Б та ін Контактні елементи масообмінних колон, Київ, 1993р стор 51) Така конструкція клапанної тарілки дозволяє інтенсифікувати процес масообміну за рахунок створення перемінного прохідного перетину для газу, що змінюється зі зміною навантаження колони по газу, а також за рахунок зменшення коефіцієнта опору вхідного отвору для газу Недоліком такої конструкції тарілки є те, що вона не дозволяє створити розвинуту поверхню контакту через вихід газових струменів з-під клапанів у виді великих струменів і пузирів В основу винаходу поставлена задача удосконалення клапанної тарілки шляхом зміни конструкції клапана і газового патрубка та за рахунок дроблення струменів газу на прорізах конічної частини газового патрубка, створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, що безупинно оновлюється, зменшення провалу рідини при малих навантаженнях газу, більш рівномірної роботи всіх клапанів забезпечити інтенсифікацію масообміну Поставлена задача вирішується наступним чином в клапанній тарілці для масообмінних апаратів, що містить горизонтальне полотно з газовими патрубками, які розташовані в шаховому порядку, над якими встановлені клапани, згідно винаходу кожний газовий патрубок і клапан виконані конічної форми з рівними кутами нахилу твірних газового патрубка і клапана, причому верхній край газового патрубка виконаний зубчатим, а верхня частина клапана виконана сферичною Інтенсифікація масообміну відбувається за рахунок створення високорозвиненої поверхні контакту фаз Газовий потік, проходячи через прорізи між зубцями в газовому патрубку, диспергує і захоплює за собою рідину У результаті взаємодії газорідинних струменів за рахунок турбулентних пульсацій і збільшення відносної швидкості руху контактуючих фаз відбувається інтенсивне перемішування газу і рідини в зоні взаємодії, тобто створюються сприятливі умови для безупинного утворення і відновлення поверхні контакту фаз За рахунок того, що верхня частина клапану виконана сферичною, відбувається центрація клапану в отворі газового патрубка під дією струменя газу, це запобігає його перекосу і заклинювання, робота клапану стає більш рівномірною СО Ю Виготовлення газового патрубка і клапана з рівними кутами нахилу твірних дозволяє встановлювати клапан з невеликим зазором відносно патрубка, що запобігає прилипанню клапана до патрубка та провалу рідини між стінкою клапана і газового патрубка на тарілку, яка розташована нижче Таким чином, за рахунок дроблення струменів газу на прорізах конічної частини газового патрубка, створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, що безупинно оновлюється, зменшення провалу рідини при малих навантаженнях газу, більш рівномірної роботи всіх клапанів відбувається інтенсифікація процесу масообміну На фіг 1 показана тарілка, загальний вид, на фіг 2 - поздовжній розріз газового патрубка, на фіг 3 - вид клапана збоку Клапанна тарілка для масообмінних апаратів містить полотно 1 з газовими патрубками 2, розташованими в шаховому порядку, над якими встановлені клапани 3, газові патрубки і клапани мають конічну форму з рівними кутами нахилу а і р твірних газового патрубка і клапана Верхній край 4 кожного газового патрубка 2 виконаний зубчатим, а верхня частина 5 кожного клапана виконана сферичною Кожен клапан має по три направляючих 6, розташованих у плані під кутом 120° і споряджених обмежниками підйому 7 Тарілка споряджена переливним пристроєм 8 52173 патрубки 2 і барботує у рідину через клапани З При невеликих навантаженнях газу клапан знаходиться в крайньому нижньому положенні опираючись нижнім краєм на полотно За рахунок того, що газовий патрубок і клапан виготовлені з рівними кутами нахилу твірних дозволяє встановлювати клапан з невеликим зазором відносно патрубка, що запобігає прилипанню клапана до патрубка та провалу рідини між стінкою клапана і газового патрубка на тарілку, яка розташована нижче При збільшенні навантаження клапан піднімається над полотном тарілки, при цьому він центрується в отворі газового патрубка за рахунок газового струменя, та відкриває отвори для проходу газу між зубцями конічної частини газового патрубка 2 Потік газу, виходячи через прорізи між зубцями, диспергує і захоплює за собою рідину У результаті взаємодії газорідинних струменів за рахунок турбулентних пульсацій і збільшення відносної швидкості руху контактуючих фаз відбувається інтенсивне перемішування газу і рідини в зоні взаємодії, тобто створюються сприятливі умови для безупинного утворення і відновлення поверхні контакту фаз При подальшому збільшенні навантаження газу клапан ще більше піднімається над полотном тарілки, відкриваючи цілком прорізи між зубцями Таким чином, за рахунок створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, що безупинно оновлюється, зменшення провалу рідини на тарілку, яка розташована нижче при малих навантаженнях газу і більш рівномірній роботі клапанів відбувається інтенсифікація масообміну Тарілка працює наступним чином Рідина надходить на тарілку з прийомної кишені і рухається по полотну 1 тарілки до переливного пристрою 8 Газ, що піднімається з тарілки, яка розташована нижче проходить через газові ІЧГІ Фіг З 52173 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71