Тарілка з двома зонами контакту фаз

Реферат: Винахід належить до контактних пристроїв хімічної промисловості і може бути використаний у складі тарілчастих колонних абсорберів переважно для очищення газів методом низькотемпературної фізичної абсорбції. Тарілка з двома зонами контакту фаз містить барботажне полотно з переливними пристроями, які включають зливні патрубки у вигляді зрізаних конусів з більшими основами, що примикають до барботажного полотна знизу, конусні розподільники рідини, установлені співвісно під зливними патрубками вершинами назустріч зливним патрубкам, і сітчасті сепаратори конічної форми з кутом нахилу твірної конуса від 5 до 75°, які встановлені співвісно над зливними патрубками вершинами уверх від барботажного полотна тарілки, висота яких перевищує висоту барботажного шару на полотні тарілки. Сітчасті сепаратори переливних пристроїв виконані у вигляді замкнутих конічних оболонок, закріплених зверху на зливних патрубках з повним перекриттям поперечного перерізу зливних патрубків. Винахід забезпечує зменшення діаметральних і висотних розмірів тарілки, можливість її застосування для рідких середовищ з твердими диспергованими зависями. UA 100801 C2 (12) UA 100801 C2 UA 100801 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до контактних пристроїв хімічної промисловості і може бути використаний у складі тарілчастих колонних абсорберів переважно для очищення газів методом низькотемпературної фізичної абсорбції. Відома тарілка з двома зонами контакту фаз у складі конструкції абсорбера [Мат. 12595А Україна, B01D 53/14. Абсорбер. /Юшко В. Л., Сергісико І. Д., Івець О. П. (Україна) №94076305; заявл. 19.07.94; опубл. 28. 02. 97; бюл №1]. Така тарілка містить барботажне полотно з переливними пристроями, що включають зливні патрубки у вигляді зрізаних конусів з більшими основами, закріпленими на барботажному полотні тарілки знизу, конусні розподільники рідини, установлені співвісно під зливними патрубками вершинами назустріч зливним патрубкам, і сітчасті сепаратори циліндричної форми з еквівалентним діаметром сітки 0,2-1,5 мм висотою, що перевищує висоту газорідинного шару на тарілці, й установлені співвісно над зливними патрубками. До недоліків відомої конструкції тарілки можна віднести: значні діаметральні розміри, неможливість її застосування для рідких середовищ з твердими диспергованими зависями. Найбільш близькою до винаходу, що заявляється, за технічною суттю й ефектом, що досягається, є тарілка з двома зонами контакту фаз [пат. 65825А Україна, B01D 53/14 Тарілка з двома зонами контакту фаз. Юшко В. Л., Івець О. П., Ведь В. В., Биков Л. Ф., Щьолкіна І. О. №20030651 17; заявл. 03. 06. 03; опубл. 15.0104, бюл. №4] (прототип). Така тарілка містить барботажне полотно з переливними пристроями, що включають зливні патрубки у вигляді зрізаних конусів з більшими основами, закріпленими на барботажному полотні знизу, конусні розподільники рідини, установлені співвісно під зливними патрубками вершинами назустріч зливним патрубкам, і сітчасті затоплені сепаратори конічної форми з кутом нахилу твірної від 5 до 75°, які в своїх вершинах обладнані відкритими патрубками, що мають висоту, яка перевищує висоту барботажного шару на тарілці, установлені співвісно над зливними патрубками і виконані з еквівалентним діаметром чарунок сітки 0,2-1,5 мм за вільного перерізу сітки 25-65 %. До недоліків прототипу слід віднести наступне: значні висотні розміри, неможливість її застосування для рідких середовищ з твердими диспергованими зависями. Надамо пояснення причин наявності зазначених недоліків відомої тарілки. Обладнання сітчастих затоплених сепараторів відкритими трубками, висотою, що перевищує висоту барботажного шару на полотні тарілки, спричиняє зменшення тиску в переливних пристроях на величину гідростатичного тиску барботажного шару над сітчастими сепараторами, а це обумовлює необхідність підвищення рівня затворної рідини в зливних патрубках переливних пристроїв при роботі тарілки і спонукає до збільшення висоти зливних патрубків, а відтак, і до збільшення висотних розмірів тарілки та міжтарілкового простору в колонному абсорбері. Використання у відомій конструкції тарілки з переливними пристроями і сітчастими сепараторами з еквівалентним діаметром чарунок сітки 0,2-1,5 мм для середовищ з твердими диспергованими зависями спричиняє захаращування сітчастих сепараторів і викликає порушення гідродинамічного режиму роботи переливних пристроїв і роботи тарілки. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення відомої конструкції тарілки шляхом удосконалення конструкції переливних пристроїв. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій конструкції тарілки з двома зонами контакту фаз, що містить барботажне полотно з переливними пристроями, які включають зливні патрубки у вигляді зрізаних конусів і більшими основами, що примикають до барботажного полотна знизу, конусні розподільники рідини, установлені співвісно під зливними патрубками вершинами назустріч зливним патрубкам, і сітчасті сепаратори конічної форми з кутом нахилу твірної конуса від 5 до 75°, установлені співвісно над зливними патрубками вершинами вверх від барботажного полотна тарілки, висота яких не перевищує висоту барботажного шару на полотні тарілки, згідно з винаходом, сітчасті сепаратори переливних пристроїв виконані у вигляді замкнутих конічних оболонок, закріплених зверху на переливних патрубках з повним перекриттям поперечного перерізу переливних патрубків, і виконані з еквівалентам діаметром чарунок сітки 2-3 мм. Відмінності від прототипу, що наявні, підтверджують новизну запропонованого технічного рішення. Суть цих відмінностей підтверджується наступним. На відміну від прототипу заявлена конструкція тарілки в сукупності з ознаками, викладеними у формулі винаходу, забезпечує зменшення діаметральних і висотних розмірів, можливість її застосування для рідких середовищ з твердими диспергованими зависями. Саме виконання сітчастих сепараторів переливних пристроїв у вигляді затоплених замкнутих конічних оболонок, закріплених зверху на переливних патрубках з повним 1 UA 100801 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 перекриттям поперечного перерізу зливних патрубків, забезпечує необхідну висоту газорідинного шару на барбатажному полотні тарілки над сітчастими сепараторами, що створює додатковий гідростатичний тиск у переливних пристроях та зменшує висоту затворної рідини в зливних патрубках цих пристроїв і, таким чином, гарантує зменшення діаметральних і висотних розмірів тарілки. Саме виконання сітчастих сепараторів із сіток з еквівалентам діаметром чарунок сітки 2-3 мм гарантує вільний прохід рідини з твердіші диспергованими зависями без помітного захаращування сіток. Таким чином, у результаті вдосконалення відомої конструкції тарілки з двома зонами контакту фаз шляхом удосконалення конструкції переливних пристроїв із сітчастими сепараторами забезпечується зменшення діаметральних і висотних розмірів тарілки, можливість її застосування для рідких середовищ з твердими диспергованими зависями, спрощення її конструкції та виконання ремонтно-монтажних робіт. Запропоновану тарілку з двома зонами контакту фаз показано на фіг. 1-4. Тарілка з двома зонами контакту фаз містить барботажне полотно 1 з переливними пристроями модульного типу, які включають зливні патрубки 2 у вигляді зрізаних конусів з більшими основами, що примикають до барботажного полотна 1 знизу, конусні розподільники рідини 3, установлені співвісно під зливними патрубками вершинами назустріч зливним патрубкам 2 і сітчасті сепаратори 4 конічної форми у вигляді суцільних оболонок, закріплених своїми основами на зливних патрубках 2. Переливні пристрої кріпляться до барботажного полотна тарілки 1 за допомогою фланців 5 (фіг. 1-4). Запропонована тарілка з двома зонами контакту фаз працює наступним чином. Під час запуску тарілки в роботу спочатку зверху подається на барботажне полотно тарілки 1 рідинний потік. Рідина за відсутності газового потоку вільно провалюється через перфорацію барботажного полотна і частково проходить через конічні сепаратори 4 і зливні патрубки 2. Далі включається подача газового потоку під барботажне полотно. У міру зростання витрат газу, зростає гідравлічний опір барботажного полотна і тиск газу під барботажним полотном. Це приводить у подальшому до припинення провалу рідини через перфорацію барботажного полотна й утворення на барботажному полотні газорідинного шару. Відтоді переливання рідини на нижче розташовану тарілку буде здійснюватись тільки через сітчасті сепаратори 4 і зливні патрубки 2 з формуванням у них гідрозатвору. Далі рідина надходить на розподільні конуси 3, звідки у вигляді рідинних плівок стікає, назустріч висхідному потоку газу і після контакту з ним надходить в газорідинний шар нижче розташованої тарілки. При роботі тарілки разом з рідиною в зливні патрубки 2 може попадати деяка частина газової фази. У міру накопичення під сітчастим конічним сепаратором газова фаза буде покидати сепаратор переважно через його конічну вершину. Таким чином, розроблена конструкція тарілки з двома зонами контакту фаз забезпечує зменшення діаметральних і висотних розмірів, можливість її застосування для рідких середовищ з твердими диспергованими зависями. Варто окремо наголосити на тому, що заявлена конструкція тарілки відрізняється високою компактністю і мінімальною металомісткістю, що є особливо важливо у випадку низькотемпературних абсорбцій (ректифікації), де використовується високовартісна легована конструкційна сталь. Українським державним хіміко-технологічним університетом розроблені робочі креслення заявленої тарілки. Упровадження у виробництво цієї розробки заплановано на 2011-2012 роки. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Тарілка з двома зонами контакту фаз, що містить барботажне полотно з переливними пристроями, які включають зливні патрубки у вигляді зрізаних конусів з більшими основами, що примикають до барботажного полотна знизу, конусні розподільники рідини, встановлені співвісно під зливними патрубками вершинами назустріч зливним патрубкам, і сітчасті сепаратори конічної форми з кутом нахилу твірної конуса від 5 до 75°, встановлені співвісно над зливними патрубками вершинами уверх від барботажного полотна тарілки, висота яких перевищує висоту барботажного шару на полотні тарілки, яка відрізняється тим, що сітчасті сепаратори переливних пристроїв виконані у вигляді замкнутих конічних оболонок, закріплених зверху на зливних патрубках з повним перекриттям поперечного перерізу зливних патрубків. 2. Тарілка за п. 1, яка відрізняється тим, що сітчасті сепаратори переливних пристроїв виконані з еквівалентним діаметром чарунок сітки 2-3 мм. 2 UA 100801 C2 3 UA 100801 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 4