РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ ТАРЕЛКА

Полезная модель относится к устройствам, устанавливаемым внутри тепло- и массообменных аппаратов, химических реакторов для равномерной подачи жидкой фазы по всему сечению корпуса, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности и в экологических процессах очистки жидкости и газов от вредных примесей на молекулярном, ионном и дисперсном уровнях.
Известны распределительные тарелки для насадочных колонн, состоящие из равномерно распределенных по ее сечению удлиненных патрубков для жесткости, паро-(газо)- проводящих коротких патрубков [Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник издание 3-е переработанные и дополненное. / Под редакцией Е.Н. Судакова/ - М.: Химия, 1979, 566 стр: стр 303-305, рис III-62].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся неравномерность подачи жидкой среды по сечению колонны, особенно на периферийной ее части вблизи стенок корпуса в колоннах большого диаметра. Это приводит к большим затратам времени на установку и крепление переливных устройств большого диаметра внутри корпуса, снижает эффективность орошения всей поверхности насадки или катализатора и уменьшает время основной работы, а значит и производительность.
Известна конструкция компактной распределительной тарелки, в которой трубы, вертикально установленные на ее поверхности, разделяют эту поверхность на отсеки [Пат.РФ №2702557, МПК B01D 3/00, B01D53/18, B63B35/28, опубл. 08.10.2019 г.].
К причинам, препятствующие достижению заданного технического результата, относятся неравномерность орошения всего сечения колонны, особенно в ее периферийной части у стенок корпуса. Это снижает производительность колонны в процессе тепло- и массообмена или при протекании химической реакции.
Известна конструкция распределительной тарелки для циркуляции газа и жидкости, состоящая из пластины, имеющей отверстия и служащую опорой для полых труб, расположенных перпендикулярно указанной пластине, причем над каждым отверстием пластины установлена труба с идентичным этому отверстию поперечным сечением, при этом пластина имеет множество отверстий, расположенных по периферии каждой трубы внутри описанной окружности, центр которой совпадает с центром трубы и радиус которойменьше или равен 1/3 самого короткого расстояния, разделяющее две соседние трубы, и тем, что единственный отклоняющей элемент расположен под каждый трубой так, чтобы передавать вращательные движения смеси газа/жидкость под каждой трубой [Пат.РФ №2603672, МПК B01D 3/00, B01D53/18, B63B35/28, опубл. 27.11.2016 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся недостаточное орошение жидкостью периферийной части насадки или катализатора у стенки корпуса, а также сложность и длительность монтажа и демонтажа тарелки, что уменьшает основное время работы, тепло и массообмен или химические процессы в слое катализатора под распределительной тарелкой, а значит приводит к снижению производительности.
Известна конструкция распределительного устройства, установленного в реакторе гидроочистки масел, состоящего из тарелки с равномерно распределенными по ее поверхности отверстиями и дугообразными лабиринтными перегородками с периферийными креплениями по модульному принципу [Пат.US8042790, МПК B01J8/0278, опубл. 25.10.2011 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится унос капель жидкости с потоком пара и/или газа, а также длительность и сложность крепления известной конструкции переливного устройства к корпусу аппарата. Это увеличивает время осмотра, демонтажа и монтажа, снижая основное время работы и в целом производительность.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является  распределительная тарелка, состоящая из плиты с расположенными на ней газовыми патрубками и переливными трубами, которые равномерно распределены на плите тарелки и асимметрично установлены относительно газовых патрубков, где газовые патрубки установлены с возможностью осевого перемещения внутри переливных труб, при этом над плитой на внешней боковой поверхности каждого газового патрубка жестко закреплено кольцо с положительной плавучестью, а под плитой также жестко закреплен кольцевой козырек. [Пм. РФ №208968, МПК B01D3/20, опубл. 25.01.2022 г.].
К причинам, препятствующих достижению заданного технического результата, относится сложность и длительность монтажа и демонтажа тарелки, что уменьшает основное время работы, тепло- и массообмен или химические процессы в слое катализатора под распределительной тарелкой, а значит приводит к снижению производительности.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение производительности устройства.
Поставленный технический результат достигается при использовании распределительной тарелки, состоящей из плиты, переливных труб, выполненных с возможностью осевого перемещения внутри них газовых патрубков, оснащенных кольцом с положительной плавучестью и кольцевым козырьком, причем кольцевой козырек выполнен в виде подвижных элементов в форме лепестков из листового материала, подвижно соединенных с возможностью их вращения под действием газового потока.
Исполнение кольцевого козырька из подвижных элементов в форме лепестков из листового материала, подвижно соединенных с возможностью их вращения под действием газового потока, позволяет орошать слой насадки или катализатора в интенсивном режиме в рабочем состоянии, за счет поднятия, раскрытия и вращения подвижных элементов в процессе работы. Это уменьшает время подготовки распределительной тарелки к основному циклу работы и сокращает время простоя аппарата, что увеличивает основное время работы и приводит к росту производительности. А также предотвращает отложение солевого камня и продуктов термической деструкции на поверхности козырька.
В процессе ремонта и осмотра, а также проведении монтаж и демонтаж газовых патрубков при подготовке аппарата к работе, подвижные элементы кольцевого козырька опущены вниз, что дает возможность с легкостью извлекать газовые парубки, сокращая время выполнения ремонтных работ и простоя аппарата, таким образом увеличивая основное время работы, а, следовательно, и производительность в целом.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой конструкции распределительной тарелки.
На фиг.2 показан укрупненный фрагмент А.
Распределительная тарелка состоит из плиты 1 с равномерно распределенными на ней переливными трубами 2. Внутри каждой переливной трубы 2 с возможностью осевого перемещения установлены газовые патрубки 3. Сверху над плитой 1 на каждом газовому патрубке 3 на его внешней боковой поверхности жестко закреплено кольцо 4 с положительной плавучестью, а под плитой 1 на каждом газовом патрубке 3 также закреплен кольцевой козырек 5, выполненный в виде подвижных элементов 6 в форме лепестков из листового материала, подвижно соединенных с возможностью их вращения под действием газового потока. Перемещение подвижных элементов 6 по газовому патрубку 3 ограничивается ограничителями 7 сверху и снизу.
Сама плита 1 установлена на опорах 8, закрепленных над поверхностью насадки или слоя катализатора 9 внутри корпуса 10 колонны, химического реактора или контактного аппарата, с размещенным на нем патрубком 11 для подвода жидкости.
Распределительная тарелка работает следующим образом.
Предварительно, в каждую переливную трубу 2 помещается газовый патрубок 3 с жестко закрепленным кольцом 4 с положительной плавучестью, находящийся над плитой 1, а в нижней части также закреплен кольцевой козырек 5, выполненный в виде подвижных элементов 6 в форме лепестков из листового материала
В корпус 10 колонны постепенно подается газовый поток до состояния рабочего расхода, проходящий через насадки или слой катализатора 9, и одновременно с этим по патрубку 11 на плиту 1 падают жидкость, занимающую отведенный уровень в корпусе 10. Кольца 4 с положительной плавучестью всплывают вместе с газовыми патрубками 3 и кольцевыми козырьками 5, что приводит к подъему и одновременному раскручиванию подвижных элементов 6 в пространстве между ограничителями 7.
Жидкость с плиты 1 стекает вниз по кольцевому зазору, образованному внутренней поверхностью каждой переливной трубы 2 и внешней поверхностью газового патрубка 3. Так как этот кольцевой поток жидкости образует гидрозатвор, то его столб препятствует проскоку газа в этом кольцевом зазоре и уносу жидкости вверх. Кольцевой поток жидкости, вытекая из каждой переливной трубы 2, попадает на вращающийся и раскрытый кольцевой козырек 5, в виде пленки жидкости и разбрызгивается под плиту 1 на поверхность насадки или слоя катализатора 9, капельно орошая всю эту поверхность увеличивая тепло- и массообмен между нисходящим потоком жидкости и восходящим потоком газа. Поток газа поступает снизу в газовые патрубки 3. За счет постоянного вращения подвижных элементов 6 кольцевого козырька 5, солевой камень и продукты термической деструкции не образуются на их поверхностях.
При остановке аппарата для его очистки подвижные элементы 6 кольцевого козырька 5 прекращают вращение и опускаются, а газовые патрубки 3 легко удаляются из переливных труб 2 для промывки и продувки аппарата. Таким образом уменьшается время обслуживания и как следствие сокращается время простоя аппарата, что приводит к росту его производительности.
Таким образом, использование распределительной тарелки, состоящей из плиты, переливных труб, выполненных с возможностью осевого перемещения внутри них газовых патрубков, оснащенных кольцом с положительной плавучестью и кольцевым козырьком, выполненным в виде подвижных элементов в форме лепестков из листового материала, подвижно соединенных с возможностью их вращения под действием газового потока, позволяет производительности устройства.