Переливний пристрій для контактної тарілки, контактна тарілка і тепломасообмінний апарат

1. Переливний пристрій для контактної тарілки, який має корпус, відбійний диск, розміщений в нижній частині пристрою таким чином, що між корпусом і диском є щілина, який відрізняється тим, що в корпусі розміщена вертикальна трубка для проходження байпасного потоку газу, яка прикріплена до диска, сполучена з об'ємом під тарілкою через відповідний отвір в диску і має додаткові отвори для входу рідини на рівні щілини між корпусом і диском, в трубку поміщено клапан у вигляді перевернутого стакана з отворами в бокових стінках для виходу газу, з можливістю його переміщення уздовж осі трубки, причому в нижньому C2 2 (11) 1 3 75805 4 байпасний. Основний потік вступає до взаємодії з понованої контактної тарілки є контактна тарілка з рідиною, яка знаходиться на тарілці, створюючи основою, яка складається з кількох елементів, у газорідинну суміш, а байпасний проходить по труцентрі яких установлені переливні пристрої, які бці, обминувши дві суміжні тарілки. Розділ газу на мають корпус і відбійний диск, розміщений в ниждва потоки дозволяє скоротити швидкість газового ній частині пристрою таким чином, що між корпупотоку в зоні взаємодії газу з рідиною і зменшити, сом і диском мається щілина [SU 194764, В01D, внаслідок цього, міжтарілковий виніс рідини при 1967]. Для обмеження вильоту струменів і відовеликих навантаженнях по газу. Для інтенсифікації кремлення елементів один від одного на тарілці процесу тепло- і масообміну шляхом збільшення установлені вертикальні перепонки. Для забезпеповерхні контакту фаз нижня частина трубки обчення роботи апарата при більш високій швидкості ладнана щілинами, через які відбувається вхід газу диск обладнаний конічною відбійною поверхрідини для прямоточної взаємодії фаз у трубці. нею. Барботажна зона тарілки може бути сітчатою, Наявність відбійника над трубкою покращує перековпачковою, клапанною і т.і. розподіл газового потоку в міжтарілковому об'ємі. Недоліком описаної контактної тарілки є те, Однак, використання описаного переливного що при її використанні, незважаючи на наявність у пристрою не здатне забезпечити ефективний тепдиску конічної відбійної поверхні, тепломасобмінло- і масообмін в міжтарілковому об'ємі тепломаний апарат не здатний ефективно працювати при сообмінного апарату. Нижня частина переливного великих навантаженнях по газу внаслідок міжтаріпристрою розміщена на невеликий відстані від лкового виносу рідини. нижче розміщеної тарілки, і перетікаюча по ньому Відомий тепломасобмінний апарат для систерідина попадає на цю тарілку, не диспергуючись в ми газ-рідина, який має корпус і розміщені по виміжтарілковому об'ємі. Крім того, байпасний потік соті контактні тарілки, конструкція яких описана газу іде по трубці в обхід відразу двух ступенів вище [SU 590877, В01D3/20, 1981]. Розміщення масообміну. Ще одним недоліком такої конструкції переливних пристроїв з трубками і без них на супереливного пристрою є те, що при його викорисміжних тарілках не співпадає. Тепломасообмінний танні апарат може працювати тільки при великих апарат має вищеописані недоліки. навантаженнях по газу, тому що байпасний канал Найбільш близьким по технічній суті до запрозавжди відкритий. понованого тепломасообмінного апарата є теплоНайбільш близьким по технічної суті до запромасообмінний апарат для системи газ-рідина, який понованого переливного пристрою є переливний має корпус і розміщені по висоті контактні тарілки, пристрій для контактної тарілки, який має корпус і конструкція яких описана вище [SU 194764, В01D, відбійний диск, розміщений в нижній частині при1967]. Тепломасообмінний апарат не здатний строю таким чином, що між корпусом і диском маефективно працювати при великих навантаженнях ється щілина [SU 194764, В01D, 1967]. по газу внаслідок міжтарілкового виносу рідини. Відбійний диск знаходиться на значній відстані Технічною задачею, яка вирішується запроповід нижче розміщеної тарілки, тому рідина, яка нованим винаходом, є удосконалення конструкції поступає в переливний пристрій тарілки, витікає із переливного пристрою для контактної тарілки, щілини між корпусом і диском, створюючи куполоконтактної тарілки і тепломасообмінного апарата. подібну плівку рідини. Газ рухається противотечіТехнічним результатом, який може бути одерєю, взаємодіє з рідиною спочатку в плівці, а далі в жаний при використанні винаходу, є забезпечення барботажному шарі на тарілці. Таким чином, ствовисокої ефективності тепло- і масообміну при рорюються дві зони контакту фаз. Для забезпечення зширені діапазону навантажень по газу. роботи апарата при більш високій швидкості газу Для досягнення зазначеного технічного редиск обладнаний конічною відбійною поверхнею. зультату запропоновано переливний пристрій для Недоліком описаної конструкції переливного контактної тарілки, який має корпус, відбійний пристрою є те, що при його використанні, незвадиск, розміщений в нижній частині пристрою таким жаючи на наявність у диску конічної відбійної почином, що між корпусом і диском мається щілина, верхні, тепломасобмінний апарат не здатний ефеяка відрізняється тим, що в корпусі розміщена вективно працювати при великих навантаженнях по ртикальна трубка для проходження байпасного газу внаслідок міжтарілкового виносу рідини. потоку газу, яка прикріплена до диску, сполучена з Відома контактна тарілка тепломасообмінного об'ємом під тарілкою через відповідний отвір в апарата, яка складається із основи з установледиску має додаткові отвори для входу рідини на ними на ній переливними пристроями, у яких наярівні щілини між корпусом і диском. У трубку помівні тільки циліндричний корпус і переливними прищено клапан у вигляді перевернутого стакану з строями, які мають циліндричний корпус, у якому отворами в бокових стінках для виходу газу з можрозміщена вертикальна трубка для проходження ливістю його переміщення уздовж осі трубки, прибайпасного потоку газу, яка з'єднує суміжні тарілки чому в нижньому положенні клапана отвори в стіні над якою розміщений відбійник [SU 590877, ках клапана знаходяться вище рівня додаткових В01D3/20, 1981]. отворів трубки, а на верхньому зрізі трубки розміКонтактна тарілка, яка має такі переливні прищено обмежувач підйому клапана. строї, не здатна по вищезгаданим причинам заОтвори в стінках клапана можуть мати різну безпечити ефективний тепло- и масообмін в міжформу. Якщо вони виконані в вигляді тангенціальтарілковому об'ємі тепломасообмінного апарата. них прорізей, потік газу при виході із трубки набуКрім того, апарат може працювати тільки при веває обертовий рух, що сприяє ще більшій інтенсиликих навантаженнях по газу. вності масообміну. Найбільш близьким по технічної суті до запроДля досягнення технічного результату запро 5 75805 6 понована також контактна тарілка, яка складаєтьмом під тарілкою через відповідні отвори в диску. ся із основи з установленими на ній переливними Трубка має додаткові отвори 10 для входу рідини пристроями, які мають корпус і відбійний диск, на рівні щілини між корпусом і диском. У трубку розміщений в нижній частині пристрою таким чипоміщено клапан 11 у вигляді перевернутого станом, що між корпусом і диском мається щілина, кана з отворами 12 в бокових стінках для виходу яка відрізняється тим, що на основі тарілки додатгазу. Отвори виконані в вигляді тангенціальних ково встановлені переливні пристрої з трубками прорізей. Клапан може переміщуватися уздовж осі для проходження байпасного потоку газу, які матрубки, причому в нижньому положенні клапана ють запропоновану конструкцію. отвори 12 в стінках клапана знаходяться вище Основа тарілки може бути поділена на декільрівня додаткових отворів 10 трубки. На верхньому ка елементів секціонуючими перепонками для дозрізі трубки розміщено обмежувач підйому клападаткової інтенсифікації масообміну і обмеження на 13. Обмежувач запобігає викиду клапана із трувильоту струменів. Барботажна зона тарілки може бки 8 при його спрацьовуванні. Переливні пристрої бути сітчатою, ковпачковою, клапанною і т.і. з трубками і без них установлені на тарілках в шаДля досягнення технічного результату запроховому порядку. Розміщення переливних пристропоновано також тепломасообмінний апарат для їв з трубками і без них на суміжних тарілках не системи газ-рідина, який складається з корпуса і співпадає. розміщених по висоті контактних тарілок і який Тепломасообмінний апарат працює наступним відрізняється тим, що контактні тарілки мають зачином. При допущених навантаженнях по газу пропоновану конструкцію. контактні тарілки працюють як звичайні тарілки з Щоб запобігти проскоченню частини газу чедвома зонами контакту фаз. Рідина, яка поступає рез тепломасообмінний апарат в цілому, переливв переливні пристрої 5 і 6, витікає із щілини між ні пристрої з трубами і без них можуть бути устакорпусом і відбійним диском, створюючи куполоновлені на тарілках в шаховому порядку і їх подібну плівку рідини. Рідина падає на нижче розрозміщення на суміжних тарілках може не співпаміщену тарілку, де створюється барботажний шар. дати. Після барботажу рідина зливається в переливні Розміщення в корпусі переливного пристрою пристрої і далі процес повторюється. Газ рухаєтьвертикальної трубки з клапаном для проходження ся протитечією, контактує спочатку з куполоподіббайпасного потоку газу забезпечує стабільну роною плівкою, а далі з рідиною в барботажному боту пристрою, а також тарілки і тепломасообміншарі вище розміщеної тарілки. ного апарата в цілому тому, що коливання наванПри перевищенні допущених навантажень по таження по газу згладжуються завдяки роботі газу клапан 11 спрацьовує і піднімається по трубці клапана. 8. При підйомі клапана 11 відкривається отвір 10 Суть винаходу ілюструється доданими Фіг.1-4, для рідини і в трубці 8 утворюється прямоточна на яких схематично відображено конкретне втіплівкова зона взаємодії фаз. Підняття клапана лення запропонованих конструкцій переливного проходить до такої ступіні відкриття отворів 12, пристрою для контактної тарілки, контактної тарілпри якій вирівнюються опори барботажної зони і ки і тепломасообмінного апарата. На Фіг.1 відобайпасного каналу-трубки 8. При цьому по трубці 8 бражено в розрізі загальний вигляд тепломасообчастина газу іде в обхід барботажної зони тарілки і мінного апарата, на Фіг.2 - вигляд зверху швидкість газового потоку в цій зоні падає, що, контактної тарілки (А-А на Фіг.1), на Фіг.3 - вигляд відповідно, зменшує каплевиніс із барботажної зверху контактної тарілки (В-В на Фіг.1), на Фіг.4 - у зони. Клапан одночасно міняє напрям руху байпарозрізі загальний вид запропонованого переливносного потоку газу, у результаті чого в міжтарілкого пристрою (С на Фіг.1). вому об'ємі відбувається інтенсивне перемішуванТепломасообмінний апарат складається з корня байпасного і основного потоків газу і пуса 1 і розміщених по висоті контактних тарілок 2 збільшення інтенсивності тепло- і масообміну між з секціонуючими перепонками 3. У цьому виконангазом і куполоподібною плівкою рідини, утвореною ні тарілки сітчаті. Контактна тарілка являє собою відбійними дисками переливних пристроїв 5, 6. У основу 4, на якій установлені переливні пристрої 5, випадку виконання отворів 12 у вигляді тангенціаякі мають корпус і відбійний диск, розміщений в льних прорізей потік газу при виході із трубки нанижній частині пристрою таким чином, що між корбуває обертовий рух, що сприяє ще більшій інтенпусом і диском мається щілина, і переливні присивності масообміну. строї 6, які мають корпус 7 з розміщеною в ньому Таким чином, завдяки запропонованим консвертикальною трубкою 8 для проходження байпатрукціям тепломасообмінного апарата і його елесного потоку газу і відбійний диск 9, розміщений в ментів вирішується задача створення апарата, нижній частині пристрою таким чином, що між корякий працює в широкому діапазоні навантажень по пусом і диском мається щілина. Вертикальна трубгазу з інтенсивним тепло- и масообміном по всьока 8 прикріплена до диску 9 і сполучається з об'єму об'єму апарата. 7 Комп’ютерна верстка О. Присяжнюк 75805 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601