КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА МАССООБМЕННОЙ КОЛОННЫ

Полезная модель относится к конструкции контактных устройств тарельчатых абсорбционных, ректификационных и других тепломассообменных аппаратов с колпачковыми, клапанными, ситчатыми, струйными, желобчатыми, s-образными тарелками и их разновидностями, оснащенными переливными устройствами, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известно применение различных видов контактных устройств с переливными карманами в массообменных аппаратах - колпачковых, клапанных, ситчатых и других. Так, известна колпачковая барботажная тарелка, содержащая полотно с колпачковыми контактными устройствами и примыкающие к нему карманы для приема и слива жидкости, отделенные от полотна распределительной и переливной планками. (А.И.Скобло, Ю.К.Молоканов и др. «Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии», М., Недра, 2000 г., с.227-229)
Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются полотно с массообменными элементами и примыкающие к нему приемный и сливной карманы, отделенные от него соответственно распределительной и переливной планками.
При данной конструкции в приемный карман переливается поток неразгазированной жидкости, что при высоких нагрузках по жидкости вызывает интенсивное пенообразование, увеличение уровня жидкости в приемном кармане выше переливной планки. Это снижает эффективность и надежность работы тарелки и может привести к захлебывания колонны.
Для уменьшения вспенивания жидкости в приемном кармане применяют пеноразрушители. Так, известна контактная тарелка, принятая за прототип, состоящая из контактного полотна с массообменными элементами в виде перфораций с примыкающими к нему приемным и сливным карманами, отделенными от него соответственно распределительной и переливной планками. Переливное устройство данной тарелки содержит пеноразрушитель из проницаемого материала, перекрывающий входное сечение корпуса переливного устройства, при этом между стенкой этого корпуса и поверхностью пеноразрушителя, обращенной к входящему потоку, образовано пространство для разрушения пены, а верхняя кромка расположена выше уровня газожидкостной смеси на тарелке, а в области верхней части пеноразрушителя имеется свободный проход для выхода газа.
Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются полотно с массообменными элементами и примыкающие к нему приемный и сливной карманы, отделенные от него соответственно распределительной и переливной планками.
Недостатком такого решения является сложность конструкции и необходимость периодической очистки пеноразрушителя из-за загрязнения и постепенного забивания его ячеистой или щелевой структуры, что связано с необходимостью остановки производства, что снижает надежность работы контактной тарелки, особенно при высокой нагрузке по жидкости и при работе с загрязненными средами.
Технической задачей полезной модели является повышение производительности по жидкости и обеспечение бесперебойной работы контактной тарелки.
Решение технической задачи достигается тем, что в контактной тарелке массообменной колонны, содержащей полотно с массообменными элементами и примыкающие к нему приемный и сливной карманы, отделенные от него соответственно распределительной и переливной планками, на переливной планке по всей ее длине установлены наклонные пластины, примыкающие с другой стороны к корпусу массообменной колонны, которые заглублены и/или выступают относительно полотна тарелки.
Кроме того, полотно тарелки перед переливной планкой выполнено глухим на расстоянии, соответствующем 0,5-3,0 высоты переливной планки.
Также наклонные пластины выступают и/или заглублены относительно полотна тарелки на расстояние от 0,5 до 5 высоты переливной планки.
Установка на переливной планке по всей ее длине наклонных пластин, примыкающих с другой стороны к корпусу массообменной колонны, позволяет разгазировать газожидкостный поток, поступающий с полотна тарелки через переливную планку в приемный карман, на поверхности наклонных пластин, стабилизировать течение потока жидкости и равномерно распределить его по всему объему приемного кармана. Это снижает пенообразование в приемном кармане, повышает эффективность и производительность работы контактной тарелки по жидкости. При этом т.к. наклонные пластины полностью не перекрывают входное сечение приемного кармана, они не препятствуют выходу газа, отделяющегося в кармане. Т.е. обеспечивается раздельное течение газа и жидкости: газ - под пластиной, жидкость - по пластине. Благодаря наклону пластин грязевые включения, присутствующие в потоке, не задерживаются на пластинах, а смываются потоком жидкости, т.е. пластины являются самоочищающимися, что обеспечивает бесперебойную работу тарелки и соответственно массообменной колонны.
Заглубление наклонных пластин относительно полотна тарелки позволяет снизить высоту падения потока жидкости, поступающего в сливной карман, что также снижает пенообразование в нем. Выполнение пластин выступающими над уровнем полотна тарелки при большой высоте пены на контактном полотне позволяет увеличить площадь разгазирования и путь жидкости на пластинах, что также снижает пенообразование в сливном кармане.
Выполнение полотна тарелки перед переливной планкой глухим, т.е. не имеющим массообменных элементов, на расстоянии, соответствующем 0,5-3,0 высоты переливной планки, позволяет частично дегазировать жидкость перед поступлением ее на наклонные пластины, что дополнительно увеличивает производительность тарелки массообменной колонны по жидкости.
Выполнение наклонных пластин выступающими и/или заглубленными относительно полотна тарелки на расстояние от 0,5 до 5 высоты переливной планки позволяет эффективно реализовать вышеописанную конструкцию без значительного увеличения металлоемкости массообменного аппарата. Пенообразование в переливном кармане при этом снижается и повышается его производительность.
На рисунке представлен эскиз контактной тарелки, установленной в массообменной колонне.
Контактная тарелка массообменной колонны содержит полотно 1 с массообменными элементами 2 и примыкающие к нему приемный 3 и сливной 4 карманы, отделенные от него соответственно распределительной 5 и переливной 6 планками. На переливной планке 6 по всей ее длине установлены наклонные пластины 7, которые примыкают с другой стороны к корпусу массообменной колонны 8. При этом пластины 7 занимают все пространство между переливной планкой и корпусом 1 колонны, перекрывая входное сечение сливного кармана 4. Пластины 7 могут также располагаться над полотном 2 тарелки в глухой ее части. Полотно 1 тарелки перед переливной планкой может быть выполнено глухим на расстоянии, соответствующем 0,5-3,0 высоты переливной планки. Наклонные пластины, расположенные в сливном кармане 4, выступают и/или заглублены относительно полотна тарелки на расстояние от 0,5 до 5 высоты переливной планки. При этом высота пластин над уровнем полотна, также как и их заглубление выбирается в зависимости от свойств среды и гидродинамических характеристик контактного полотна.
Контактная тарелка работает следующим образом. Жидкость, поступающая с контактного полотна 1 тарелки, переливаясь через переливную планку 6, попадает на наклонно установленные пластины 7, стекая по которым в приемный карман 4, дегазируется, распределяется по всей длине пластин и, следовательно, по всему входному сечению приемного кармана, жидкостной поток стабилизируется. При этом сводится к минимуму пенообразование в приемном кармане, тем самым увеличивается производительность контактной тарелки по жидкости и обеспечивается ее бесперебойная и эффективная работа, что расширяет диапазон устойчивой и эффективной работы массообменной колонны в целом.