ТАРЕЛКА ТЕПЛО-МАССООБМЕННОГО АППАРАТА
PLATE OF HEAT-MASS EXCHANGE APPARATUS

Изобретение относится к тепло-массообменным аппаратам для разделения в системах газ (пар) - жидкость и может найти применение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известны тепло-массообменные аппараты с ситчатыми тарелками, основным недостатком которых является стекание жидкости (провал) с тарелки при снижении расхода газа (пара), проходящего через отверстия перфорации, ниже минимального значения (А.Г.Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. - 11-e изд., стереотипное, доработанное. Перепечатанное с изд. 1973 г. - М.: ООО ТИД «Альянс», 2005, стр.451).
Указанный недостаток устранен в аппаратах с колпачковыми тарелками, представляющими собой патрубки, размещенные в отверстиях перфорации тарелки, с выступающими цилиндрическими участками над полотном тарелки и присоединенными к их торцевым частям колпачками (А.Г.Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов. - 11-е изд., стереотипное, доработанное. Перепечатанное с изд. 1973 г. - М.: ООО ТИД «Альянс», 2005, стр.451-452).
Устранение вышеуказанного недостатка не избавило колпачковую тарелку от другого недостатка, а именно низкой пропускной способности по газовой (паровой) фазе, невысокой эффективности в связи с ограничением максимальной скорости газа (пара) из-за повышенного уноса жидкости (брызгоуноса).
Задачей настоящего изобретения является увеличение пропускной способности тарелки и повышение эффективности ее работы.
Указанная задача достигается тем, что в известной тарелке тепло-массообменного аппарата, содержащей полотно с отверстиями перфорации и размещенными в них цилиндрическими патрубками, согласно заявляемому изобретению, верхние части патрубков, выступающие над полотном тарелки, выполнены в виде усеченных конусов, соосно размещены внутри насадков переменного сечения с чередующимися внутри в направлении от полотна тарелки кверху цилиндрическими, конфузорными и диффузорными участками, причем нижний цилиндрический участок снабжен боковыми прорезями.
Смежные насадки на выходе соединены поворотным (обратным) коленом с продольным вырезом по образующей на участке, обращенном в сторону полотна тарелки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 приведен поперечный разрез тарелки, на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - разрезы смежных насадков, соединенных обратным коленом с продольным вырезом.
Тарелка содержит полотно 1, цилиндрический патрубок 2, переходящий в усеченный конус 3, насадок 4 переменного сечения с цилиндрическим 5, конфузорным 6 и диффузорным 7 участками и боковыми прорезями 8 на цилиндрическом участке насадки, прикрепленный, например, винтами 9 к патрубку 2.
Смежные насадки 4 могут быть соединены поворотным (обратным) коленом 10 с продольным вырезом 11 на участке колена, обращенном в сторону полотна тарелки.
Тарелка работает следующим образом.
Газ (пар), поднимающийся вверх, проходя через цилиндрический патрубок 2 (фиг.1) в конической части 3, увеличивает свою скорость и увлекает за собой жидкость, поступающую через прорези 8 (фиг.1 и фиг.2) в пространство, образованное полотном тарелки 1, наружной поверхностью патрубка 2 и внутренней поверхностью насадка 4.
Проходя через конфузор 6 и диффузор 7 насадки 4, жидкость диспергируется в потоке газа (пара) в виде мелких капель.
Соединение двух смежных насадок между собой поворотным коленом 10 с продольным вырезом в сторону полотна тарелки обеспечивает столкновение и еще большее дробление капель движущихся навстречу потоков.
Отделившиеся от парожидкостного потока капли жидкости при изменении направления движения через вырез 11 падают вниз на полотно тарелки, а паровая фаза поднимается вверх.
Повышение эффективности работы и большая пропускная способность предлагаемой тарелки обусловлены прямоточным движением с высокой скоростью паровой и диспергированной жидкой фаз, наличием в движущихся и притормаживаемом потоках значительного количества мелких капель жидкой фазы, способствующих увеличению поверхности контакта фаз и интенсифицирующих в этой связи процессы тепло-массообмена в аппарате.