RU218568U1 - Клапанная тарелка - Google Patents

Abstract

Полезная модель клапанная тарелка относится к устройствам для осуществления контакта пара (газа) и жидкости в массообменных процессах и может быть использована в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, реализующих эти процессы.

Технический результат заключается в повышении эффективности массообменных процессов.

Для достижения декларируемого технического результата в клапанной тарелке, содержащей основание с отверстиями для прохода пара/газа, установленные на них клапаны под ограничителями в виде перфорированного колпачка, приемный карман, перегородку приемного кармана, сливную перегородку, сливной карман, клапаны выполнены перфорированными, с отверстиями, равномерно расположенными на боковых стенках клапанов.

При этом размер отверстий в клапанах меньше размера отверстий в ограничителях.

Description

Полезная модель относится к устройствам для осуществления контакта пара (газа) и жидкости в массообменных процессах и может быть использована в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, реализующих эти процессы.

Известно клапанные тарелки [1-4], включающие основание с проемами различных форм, для прохода пара (газа), над которыми установлены клапаны, снабженные ограничителями. Кроме того, тарелки имеют приемные карманы, распределительные перегородки, сливные перегородки и сливные карманы.

Недостатком известных тарелок является то, что форма окон для выхода пара (газа) ограничивает поверхность контакта фаз, снижая эффективность процесса массообмена.

Наиболее близка по технической сущности к заявляемой тарелка клапанная [5], содержащая основание с отверстиями для прохода пара (газа), установленные на них клапаны под ограничителями, выполненными в виде перфорированных колпачков, приемный карман, перегородку приемного кармана, сливную перегородку, сливной карман.

Недостатком известной тарелки является то, что наличие клапана под ограничителями, ведет к образованию в колпачке мертвой зоны, высота которой равна высоте клапана при его полном поднятии, что в свою очередь увеличивает металлоемкость, высоту жидкости над тарелками и сопротивление парожидкостной смеси.

Техническим результатом, для достижения которого создана заявленная полезная модель, является повышение эффективности массообменных процессов в Клапанной тарелке.

Декларируемый технический результат достигается тем, что в клапанной тарелке, содержащей основание с отверстиями для прохода пара/газа, над которым установлены клапаны под ограничителями, приемный и сливной карманы, распределительную и сливную перегородки, в отличие от прототипа клапаны выполнены в перфорированном виде с отверстиями, расположенными равномерно на боковых стенках клапанов.

При малых скоростях пара/газа в аппарате проходящий через перфорированные клапаны и ограничители поток пара/газа, разбивается на мелкие пузырьки, чем обеспечивается увеличение поверхности контакта фаз между паром/газом и жидкости и что приводит к повышению эффективности массообмена даже в области малых скоростей пара /газа.

При повышении скорости пара (газа) в аппарате, пар (газ) частично проходящий через перфорированные клапаны и ограничители и частично через только перфорированные клапаны, разбивается на мелкие пузырьки, благодаря чему увеличивается поверхность контакта фаз между паром (газом) и жидкостью, что приведет к повышению эффективности массообмена.

Следовательно, использование перфорированных и клапанов, и ограничителей, ведет также к повышению эффективности массообменных аппаратов при любых рабочих скоростях пара (газа) в аппарате.

С помощью перфорированного клапана в ограничителе возможно регулирование скорости пара (газа) проходящего через перфорированный ограничитель за счет поднятия клапана по мере увеличение расхода пара с одной стороны, а с другой увеличить поверхность контакта фаз путем частичного дополнительного разбивания потока пара (газа) на мелкие пузырьки.

Выполнение барботажных отверстий в клапанах меньшего размера, чем в ограничителях, выполненных в виде перфорированных колпачков, приводит к уменьшению диаметра газовых пузырей, барботирующих через жидкость, увеличению количества таких пузырей, соответственно к увеличению поверхности контакта между газом и жидкости и повышению эффективности тарелки.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлена Клапанная тарелка, где приняты следующие обозначения:

1 - приемный карман;

2 - перегородка приемного кармана;

3 - перфорированный колпачок;

4 - отверстия в колпачке;

5 - перфорированный клапан;

6 - отверстия в клапане;

7 - сливная перегородка;

8 - полотно тарелки;

9 - отверстия в полотне тарелки;

10 - сливной карман.

Описание работы Клапанной тарелки

Устройство работает следующим образом. Жидкость из приемного кармана 1 через перегородку 2 приемного кармана 1 поступает на полотно 8 тарелки и движется по направлению сливной перегородки 7. Поток пара/ газа, при малых скоростях, проходящий через отверстия 9 в полотне 8 тарелки под перфорированный клапан 5, поступает в слой жидкости через отверстия 6 в перфорированном клапане 5 и отверстия 4 в перфорированном колпачке 3, в результате чего образуется барботажный слой на полотне 8. Затем газ уходит на вышележащую тарелку, а жидкость поступает в сливной карман 10.

С увеличением скорости пара (газа) поднимается клапан 5 над полотном 8 и высота его подъема увеличивается до конца колпачка. Однако, при этом скорость пара (газа) в отверстиях 4 перфорированного колпачка 3 остается неизменной, предотвращая увеличение гидравлического сопротивления тарелки.

При прохождении пара (газа) через отверстия перфорированного клапана 6 и отверстия 4 в перфорированном колпачке 3 поток пара (газа), поступающего через отверстия 9 в полотне 8 тарелки, разбивается на мелкие пузырьки. Поток мелких пузырьков поступает в слой жидкости, движущейся по полотну 8 тарелки создавая слой пены, имеющий большую поверхность контакта фаз.

Увеличение поверхности контакта фаз приводит к интенсификации тепло- и массообменных процессов. Перфорирование клапана ведет к уменьшению мертвой зоны колпачка равной высоте клапана при его полном поднятии.

Помимо достижения технического результата - повышения эффективности массообменных процессов - в заявленной полезной модели улучшаются такие ее характеристики как стоимость за счет уменьшения металлоемкости, и снижение энергозатрат благодаря уменьшению сопротивления парожидкостного слоя над тарелкой за счет снижения его высоты.

Список патентов и научно-технической литературы

1. 2135251 Клапанная тарелка.

2. 2200610 Клапанная тарелка.

3. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов. Изд. 2-е кн. Ч. 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 1995. - С. 74-75.

4. 143987 Клапанная тарелка с перфорированными клапанами.

5. Тарелка клапанная: полезная модель BY 10370 / В.Б. Халил, Майтам Джабар Наджим, МПК B01D 3/30, публ. 30.10.2014.

6. А.И. Скобло, Ю.К. Молоканов и др. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. М: Недра, 2000.

Claims (2)

1. Клапанная тарелка, содержащая основание с отверстиями для прохода пара/газа, установленные на них клапаны под ограничителями в виде перфорированного колпачка, приемный карман, перегородку приемного кармана, сливную перегородку, сливной карман, отличающаяся тем, что клапаны выполнены перфорированными, с отверстиями, равномерно расположенными на боковых стенках клапанов.

2. Клапанная тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что отверстия в клапанах имеют меньший размер, чем отверстия в ограничителях.

Images