Вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою

Реферат: Вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою належить до масообмінних контактних пристроїв для проведення процесів масообміну в системі газ (пара) - рідина в умовах циклічного режиму (при роздільному русі фаз по колоні) та може бути використаний в харчовій, хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості. Вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою, що містить обичайку з обмежувачем опускання та випуклу нижню пластину рухомого двостороннього клапана, встановленого з можливістю зворотно-поступального руху. Обмежувач опускання виконаний у вигляді окремого порожнистого циліндра, встановленого коаксіально обичайці, при цьому нижній край циліндра має суцільну відбортовку, яка перпендикулярна до обичайки, а діаметр верхньої кромки циліндра менший діаметра кромки випуклої нижньої пластини двостороннього клапана, причому в нижньому положенні двостороннього клапана рівень верхньої кромки циліндра обмежувача опускання вищий від рівня нижньої кромки випуклої нижньої пластини двостороннього клапана. Винахід дозволяє збільшити ефективність масопередачі за рахунок зменшення перемішування рідини на суміжних тарілках під час перетоку рідини з тарілки на тарілку. UA 107793 C2 (12) UA 107793 C2 UA 107793 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до масообмінних контактних пристроїв, а саме до пристроїв для проведення процесів масообміну в системі газ (пара) - рідина в умовах циклічного режиму (при роздільному русі фаз по колоні), та може бути використаний в харчовій, хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній та в інших галузях промисловості. Відомий вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою, який містить обмежувач опускання та нижню пластину двостороннього клапана (UA 60566 А). Вузол функціонує наступним чином. Під час проходження пари по колоні шлюзова камера порожня, а двосторонній клапан знаходиться в фіксованому верхньому положенні. При закритті подачі пари в колону двосторонній клапан опускається до рівня нижнього обмежувача опускання, закриваючи таким чином шлюзову камеру. Рідина з верхнього полотна тарілки перетікає в шлюзову камеру. Обмежувач опускання та нижня пластина двостороннього клапана утворюють вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою. Відомий вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою, який містить обмежувач опускання та випуклу нижню пластину двостороннього клапана (UA 92839 С2). Вузол функціонує аналогічно. При проведенні процесу ректифікації в циклічному режимі під час закриття подачі пари в колонну виникає явище самовипаровування перегрітої рідини, яке зводиться до наступного. На всіх тарілках по висоті колони рідина знаходиться при температурі кипіння при певному тиску. Температура кипіння визначається складом рідини та тиском. Закриваючи подачу пари в колону, ми зменшуємо тиск. Так як двофазна система буде прагнути зайняти положення рівноваги, відбудеться часткове випаровування рідини, що призведе до зміни процентного складу рідини, та температури її кипіння. Це явище приводить до підриву двостороннього клапана з обмежувача опускання, частковому відкриттю шлюзової камери, та змішуванню рідини на суміжних тарілках, а значить зменшенню ефективності розділення. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення відомого пристрою, а саме: збільшення ефективності масопередачі за рахунок зменшення перемішування рідини на суміжних тарілках під час перетоку рідини з тарілки на тарілку. Поставлена задача вирішується тим, що обмежувач опускання виконаний як окремий елемент конструкції, не поєднаний з обичайкою, та має форму порожнистого циліндра, коаксіального обичайці, з відігнутою по нижньому периметру циліндра суцільною відбортовкою, яка виконана перпендикулярно до обичайки, при цьому діаметр циліндричної частини обмежувача опускання менший діаметра зовнішньої кромки випуклої нижньої пластину двостороннього клапана, а в нижньому положенні двостороннього клапана рівень верхньої кромки циліндричної частини обмежувача опускання вищий від рівня нижньої кромки випуклої нижньої пластини двостороннього клапана. Сукупність запропонованих ознак елементів масообмінного контактного пристрою в нижньому положенні двостороннього клапана утворює гідрозатвор. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом полягає в наступному: Вторинні пари, які утворюються під час перекриття подачі пари, створюють надлишковий тиск під шлюзовою камерою тарілки. Під дією цього тиску двосторонній клапан піднімається вгору на деяку висоту. В момент відриву клапана утворюється гідрозатвор між верхньою кромкою циліндричної частини обмежувача опускання (вищий рівень) та нижньою кромкою випуклої нижньої пластини двостороннього клапана (нижчий рівень). Вторинні пара проходять шляхом зигзагу під внутрішньою поверхнею випуклої нижньої пластини двостороннього клапана та барботують в рідину, що знаходиться в шлюзовій камері, запобігаючи таким чином перетоку рідини на нижчу тарілку. Відкриття шлюзової камери вторинними парами не призводить до стікання рідини на тарілку, що розташована нижче, та усуває перемішування рідини на суміжних тарілках під час перетоку рідини з тарілки на тарілку, що підвищує ефективність розділення компонентів. На фіг. 1 показаний вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою в положенні, що відповідає закритій шлюзовій камері. На фіг. 2 показаний вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою в положенні, що відповідає частковому відкриттю шлюзової камери через гідрозатвор в момент вирівнювання тиску, створеного вторинними парами. Вузол нижньої частини шлюзової камери масообмінного контактного пристрою складається з обмежувача опускання 1, нижньої пластини двостороннього клапана 2, та обичайки 3. Вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою працює наступним чином. Під час проходження пари по колоні шлюзова камера порожня, нижня частина шлюзової камери відкрита, а двосторонній клапан знаходиться в фіксованому верхньому положенні. При закритті 1 UA 107793 C2 5 10 15 20 25 подачі пари в колону двосторонній клапан опускається по обичайці 3 до рівня нижнього обмежувача опускання 1, закриваючи шлюзову камеру. Рідина з верхнього полотна тарілки перетікає в шлюзову камеру. Вторинні пари, які утворились з рідини тарілки, розташованої нижче, збільшують тиск під тарілкою до величини, яка в абсолютному значенні перевищує тиск, створений сумою величин тиску в шлюзовій камері, ваги рідини, та ваги клапана. Під дією цього тиску нижня пластина двостороннього клапана 2 піднімається вгору, частково відкриваючи шлюзову камеру. Надлишок пари проходить під нижньою пластиною двостороннього клапана 2 через ситуативний гідрозатвор в шлюзову камеру. При цьому, перелив рідини на нижню тарілку не відбувається завдяки наявності гідрозатвора. Коли тиск пари, яка діє на нижню пластину двостороннього клапана зменшується, клапан повертається в фіксоване нижнє положення. Запропонований вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою дозволяє збільшити ефективність масопередачі за рахунок зменшення перемішування рідини на суміжних тарілках під час перетоку рідини з тарілки на тарілку. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Вузол нижньої частини масообмінного контактного пристрою, що містить обичайку з обмежувачем опускання та випуклу нижню пластину рухомого двостороннього клапана, встановленого з можливістю зворотно-поступального руху, який відрізняється тим, що обмежувач опускання виконаний у вигляді окремого порожнистого циліндра, встановленого коаксіально обичайці, при цьому нижній край циліндра має суцільну відбортовку, яка перпендикулярна до обичайки, а діаметр верхньої кромки циліндра менший діаметра кромки випуклої нижньої пластини двостороннього клапана, причому в нижньому положенні двостороннього клапана рівень верхньої кромки циліндра обмежувача опускання вищий від рівня нижньої кромки випуклої нижньої пластини двостороннього клапана. 2 UA 107793 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3