ТЕПЛОМАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С БАРБОТАЖНЫМ КОНТАКТНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Предлагаемое техническое решение относится к тепломассообменным процессам в системе жидкость-газ и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки дымовых газов и вентиляционных выбросов.
Известна контактная тарелка массо-теплообменных аппаратов, включающая основание в виде плоского листа с отверстиями, над отверстиями тарелки помещены лопастные вращающиеся завихрители, с целью создания возможности возвратно-поступательного движения завихрителей, они снабжены стойками с пазами, прикрепленными к плоскости тарелки (авт. св. СССР №349402, B01D 3/30, 1972 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малый оборот вращения лопастного завихрителя, который затрагивает только верхнюю часть уровня жидкости, который приводит к невысокая скорость массопереноса на границы раздела фаз жидкости и газа, что снижает производительность массообменного устройства.
Известна тепломассообменная тарелка, содержащая перфорированное основание, переливное устройство, на основании тарелки на горизонтальной оси установлены струйно-барботажные контактные устройства, представляющие собой радиальные треугольные лопатки, соединенные с осью вращения, лопатки изготовлены из листового материала и имеют две боковые и одну нижнюю стенки (описание полезной модели к патенту 152191, РФ, B01D 3/30, 2015 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится низкая производительность из-за малой скорости вращения радиальных лопаток.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является тепломассообменная тарелка, содержащая перфорированное основание, переливное устройство и установленное на основании тарелки барботажное контактное устройство, представляющее собой лопатки, соединенные с осью вращения, отличающаяся тем, что нижняя часть переливного устройства отогнута в сторону контактного устройства, установленного на вертикальной оси, а на свободном конце каждой лопатки сверху установлен пластинчатый упор(описание полезной модели к патенту 171763, РФ, B01D 3/30, 2017 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится низкая производительность из-за недостаточной скорости перемешивания верхних слоев уровня жидкости, на границах раздела фаз жидкости и газа.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является повышение производительности.
Поставленный технический результат достигается тем, что в тепломассообменной тарелке, содержащая перфорированное основание, переливное устройство и установленное на основании тарелки барбатажное контактное устройство, представляющее собой лопатки, соединенные с осью вращения, нижняя часть переливного устройства отогнута в сторону контактного устройства, установленного на вертикальной оси, а на свободном конце каждой лопатки сверху установлен пластинчатый упор, причем контактное устройство выполнено из материала с положительной плавучестью.
Выполнение контактного устройства из материала с положительной плавучестью позволяет бартотажному контактному устройству всплывать на поверхность реакционной массы и вращаться вокруг вертикальной оси, тем самым перемешивать верхний слой жидкости, на границах раздела фаз жидкости и газа, что способствует увеличению производительности.
На фиг. 1 представлен общий вид в разрезе предлагаемой конструкции тепломассообменной тарелки с барботажным контактным устройствам представляющей собой лопатки; на фиг. 2 - вид А сверху на лопатки с пластинчатым упором.
Тепломассообменная тарелка состоит из перфорированного основания 1, на ее основании находится вертикальная ось вращения 2. На вертикальной оси 2 установлено барботажное контактное устройство, представляющие собой лопатки 3, выполненные из материала с положительной плавучестью, которые соединены с осью вращения 2. На свободных концах каждой лопатки 3 сверху жестко закреплены пластинчатые упоры 4. На перфорированном основании 1, находится переливное устройство 5, которое предназначено для стекания жидкости с вышележащей тарелки. Переливное устройство 5 установлены так, чтобы они не препятствовали вращению барботажного контактного устройства. Нижняя часть переливного устройства 5 отогнута к поверхности пластинчатого упора 4.
Тепломассообменная тарелка работает следующим образом.
Жидкость с вышележащей тарелки поступает на перфорированное основание 1, переливается с одной тарелки на другую, за счет переливного устройства 5. Под действием материала обладающего положительной плавучестью, лопатки 3 будут всплывать. Струя жидкости, выходящая из переливного устройства, будет попадать на пластинчатый упор 4, установленные сверху на конце каждой лопатки 3, при этом поток жидкости будет создавать крутящий момент на лопатках 3, закрепленных на вертикальной оси 2 барботажного контактного устройства и приводить их во вращение. Газ, поступающий с нижележащей тарелки, проходит через отверстия перфорированного основания 1, образуя пузырьки, которые участвуют в тепломассообменном процессе с жидкостью, находящейся на тарелке. При вращении лопатки 3 с жестко соединенными пластинчатый упор 4 захватывают жидкость и газ, и начинают интенсивно их перемешивать.
Таким образом, выполнение лопаток 3, из материала с положительной плавучестью, будет увеличивать интенсивность перемешивания верхних слоев жидкости, на границах раздела фаз жидкости и газа, что приводит к увеличению скорости тепломассообменных процессов между жидкостью и газом и повышает производительность тарелки.