МЕЛКОЖАЛЮЗИЙНАЯ ТАРЕЛКА С ОТБОЙНИКАМИ

Полезная модель относится к тарельчатым контактным устройствам для осуществления тепломассообменных процессов и может быть использована в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности реализующих эти процессы разделения смесей.
Наиболее близкой к заявляемой тарелке является струйная тарелка с отбойниками, состоящая из основания и наклонно расположенных отбойников. Основание выполнено из просечно-вытяжного или просечного листа, а отбойники - из просечно-вытяжного листа. Особенностью конструкции данной тарелки является строго заданное направление просечки листов основания и отбойников. Просечно-вытяжные листы основания тарелки уложены так, что отогнутые кромки листов образуют острый угол с плоскостью тарелки в направлении к переливному устройству. На отбойнике отогнутые кромки просечно-вытяжных листов направлены вниз в сторону слива жидкости с тарелки и образуют с плоскостью тарелки также острый угол. Тарелка не имеет сливной планки на выходе жидкости. Основные размеры тарелки связаны следующим образом: чем больше угол наклона просечки листа основания, тем меньше должен быть угол наклона отбойников. Угол наклона отбойников от 30 до 70°, высота отбойников 150 мм, высота расположения отбойников 30-65 мм. Расстояние между отбойниками можно изменять в пределах 150-250 мм. Последний отбойник по ходу жидкости располагается над переливным порогом [Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. М.-Л., «Химия», 1965. 308 с.]. Недостатком данной конструкции является низкая эффективность массообмена и работы тарелки из-за большого уноса жидкости при повышенной паровой (газовой) нагрузке, забивании просечек полотен тарелки при работе на загрязненных, коксующихся и полимеризующихся средах, так как отогнутые кромки листов образуют острый угол с плоскостью тарелки и направлены в сторону переливного устройства, такая неровная поверхность склонна к образованию отложений.
Цель полезной модели - повышение эффективности массообмена и работы тарелки при повышенной паровой (газовой) нагрузке и работе на загрязненных, коксующихся и полимеризующихся средах за счет применения в качестве материала полотен основания тарелки и отбойников перфорированного полотна и конструкции отбойников, установленных над полотнами основания тарелки и в сливном кармане.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве материала полотен основания тарелки и отбойников применяется перфорированное полотно, выполненное в виде жалюзийной сетки. Щелевые жалюзийные отверстия в листе перфорированного полотна толщиной до 1 мм выполнены шириной S, равной 0,2-2,5 мм, с шагом, равным не более толщины листа, с углом наклона α к поверхности полотна, равным 30-60°, длиной L, равной 3-12 мм, отношением длины щели L к ее ширине S до 60, направлением жалюзийных каналов к горизонтальной оси координат под углом β, равным 30-45°, и расстоянием между жалюзийными каналами 1-5 мм. Полотна основания тарелки из перфорированного полотна уложены так, что отогнутые кромки жалюзи, направленные вниз на встречу движению пара (газа), образуют острый угол с плоскостью тарелки, в направлении к приемному карману. Таким образом, жидкая фаза движется по гладкой стороне перфорированных полотен основания тарелки, что препятствует отложению загрязнений и забиванию жалюзийных щелей при работе на загрязненных, коксующихся и полимеризующихся средах.
Применение отбойников из перфорированного полотна, направленных гладкой стороной навстречу движению жидкости, расположенных над полотнами основания тарелки и в сливном кармане, способствуют повышению эффективности массообмена за счет уменьшения уноса жидкости на. вышележащую тарелку, интенсивной сепарации парожидкостного потока, образующегося в процессе работы тарелки. Длина отбойников зависит от расстояния между тарелками и колеблется от 300 до 600 мм. Угол наклона отбойников к полотнам основания тарелки, на встречу движению жидкости, выбирается в зависимости от угла открытия жалюзи полотен основания тарелки таким образом, чтобы перекрыть все сечение вылета струй пара (газа), проходящего через перфорацию полотен тарелки, которые увлекают за собой некоторое количество жидкости. Кроме сепарации парожидкостного потока отбойник, установленный в сливном кармане, выполняет функцию гасителя потока и пены, которая может образовываться при сливе в карман, за счет нижней его части, опущенной в карман.
Применение в качестве материала полотен основания тарелки и отбойников перфорированного полотна и конструкции отбойников, установленных над полотнами основания тарелки и в сливном кармане способствует повышению эффективности массообмена и работы тарелки при повышенной паровой (газовой) нагрузке и работе на загрязненных, коксующихся и полимеризующихся средах.
Кроме того, предлагаемая конструкция применяется как для однопоточной, так и для многопоточных тарелок.
На фиг.1 приведен общий вид перфорированного полотна; на фиг.2 приведен общий вид описываемой однопоточной мелкожалюзийной тарелки из перфорированного полотна с отбойниками над полотнами основания тарелки и в сливном кармане, продольный разрез; на фиг.3 приведена схема многопоточной мелкожалюзийной тарелки из перфорированного полотна с отбойниками над полотнами основания тарелки и в сливных карманах на примере двухпоточных тарелок, продольный разрез; на фиг.4 приведена схема принципа ориентирования отбойников над полотнами основания тарелки в зависимости от угла открытия жалюзи.
Перфорированное полотно (фиг.1) содержит лист 1 толщиной до 1 мм, щелевые просечные отверстия в виде жалюзи 2 шириной S, равной 0,2-2,5 мм, с шагом, равным не более толщины листа, с углом наклона а к поверхности полотна, равным 30-60°, длиной щели L, равной 3-12 мм, отношением длины L к ее ширине S до 60, щелевых жалюзийных каналов 3, направленных под углом Р, равным 30-45, к горизонтальной оси координат, и расстоянием 4, равным 1-5 мм, между щелевыми жалюзийными каналами 3.
Предлагаемая конструкция мелкожалюзийной тарелки с отбойниками (фиг.2) состоит из приемного кармана 5, горизонтальных полотен основания тарелки 6, выполненного из перфорированного полотна, с отогнутыми кромками жалюзи 7, направленными вниз на встречу движению пара (газа), под острым углом к полотнам основания тарелки 6 в направлении к приемному карману. Под углом к полотнам основания тарелки, на крепежных элементах располагаются отбойники 8, в сливном кармане 9 располагается отбойник 10, нижней частью опущенный в карман. Отбойники 8 и 10 так же выполнены из перфорированного полотна.
На примере двухпоточных тарелок (фиг.3) представлена конструкция использования малкожалюзийной тарелки с отбойниками для многопоточных тарелок. Двухпоточные мелкожалюзийные тарелки с отбойниками состоят из горизонтальных полотен оснований тарелок 6, под углом к которым на крепежных элементах располагаются отбойники 8, в сливных карманах центрального слива 11 и бокового слива 12 располагаются отбойники 10, нижней частью опущенные в карманы.
Для свободного прохода жидкости от приемного кармана 5 до сливного 9, отбойники 8 расположены над полотнами основания тарелки на крепежных элементах 13 (фиг.4). Угол наклона отбойников 8 к полотнам основания тарелки зависит от угла открытия жалюзи 7. Отбойники должны перекрывать все сечение вылета струй пара (газа) (на фиг.4 показаны стрелочками), проходящего через перфорацию полотен основания тарелки, которые увлекают за собой определенное количество жидкости.
Тарелка работает следующим образом.
Жидкость с вышележащей тарелки через приемный карман 5 поступает на полотна основания тарелки 6 и движется к сливному карману 9. Пар (газ), проходя через жалюзийные щели 7, диспергирует жидкость, образую парожидкостную систему. Парожидкостной поток движется в направлении слива на нижележащую тарелку, встречая на своем пути отбойные элементы 8. На отбойных элементах 8 происходит сепарация парожидкостной системы, в результате чего отделившаяся жидкость стекает по гладкой стороне отбойников и возвращается на тарелку, а пар поднимается на вышележащую тарелку. Достигнув сливного кармана 9 парожидкостная смесь попадает на установленный в нем отбойник 10, который выполняет функцию гасителя потока и пены, которая может образоваться при сливе в карман 9, а так же дополнительной сепарационной поверхности. Данная конструкция мелкожалюзийной тарелки с отбойниками, которые перекрывают все сечение вылета струй пара (газа) с жидкостью, обеспечивает интенсификацию контакта фаз и последующую сепарацию в межтарельчатом пространстве, где установлены отбойные элементы, снижение уноса жидкости потоками паров на вышележащую тарелку, препятствует отложению загрязнений, забиванию жалюзийных щелей, а так же образованию пены, таким образом повышает эффективность массообмена и работы тарелки при повышенной паровой (газовой) нагрузке и работе на загрязненных, коксующихся и полимеризующихся средах.
Список использованной литературы
1. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. М.-Л., «Химия», 1965. 308 с.