Контактное устройство для массообменных аппаратов

Полезная модель относится к конструкции контактных устройств провального типа для проведения массообменных процессов в системе газ (пар)-жидкость в абсорбционных и ректификационных аппаратах и может быть использована в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Контактное устройство включает перфорированное горизонтальное полотно 1, которое имеет секционирующие вертикальные перегородки 2, выполненные с обеспечением возможности равномерного распределения жидкости по перфорированному горизонтальному полотно 1. Секционирующие вертикальные перегородки 2 могут быть установлены с зазором 3 к перфорированному горизонтальному полотну 1 и могут иметь перфорацию 4. Кроме того, секционирующие вертикальные перегородки 2 могут быть установлены или радиально, или параллельно, или перекрестно относительно друг друга. Устройство позволяет повысить эффективность и производительность контактного устройства за счет устранения динамических пульсации в зоне массообменного контакта и обеспечения равномерной зоны барботажа над полотном. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Полезная модель относится к конструкции контактных устройств провального типа для проведения массообменных процессов в системе газ (пар)-жидкость в абсорбционных и ректификационных аппаратах и может быть использована в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известна тарелка для массообменных аппаратов (см. свидетельство РФ на полезную модель 29671, МПК⁷ B01D 3/18, опубл. 27.05.2003), содержащая горизонтальное перфорированное полотно провального типа, которое снабжено предохранительным переливным устройством, высота которого над полотном тарелки соответствует предельно допустимому уровню жидкости на полотне.

Общим признаком известного и предлагаемого устройств является наличие горизонтального перфорированного полотна провального типа.

Недостатком известного устройства является усложнение конструкции за счет установки предохранительного переливного устройства в горизонтальных полотнах тарелки, а также увеличение гидравлического сопротивления вследствие дополнительной установки распределителя жидкости между тарелками. В результате этого данная тарелка имеет высокую металлоемкость и узкий диапазон устойчивой и эффективной работы, ограниченный ее гидравлическим сопротивлением.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является контактное устройство по патенту РФ на полезную модель 31515 (МПК⁷ B01D 3/18, опубл. 20.08.2003), включающее несколько перфорированных горизонтальных полотен с уложенной на них сеткой, при этом часть перфораций на полотнах выполнена с отогнутой вниз отбортовкой.

Общим признаком известного и предлагаемого устройств является наличие горизонтального перфорированного полотна.

Недостатком известного устройства является его недостаточно высокая эффективность и производительность ввиду того, что в области наиболее эффективной работы равной 0,70,85 от скорости захлебывания контактного устройства возникают динамические пульсации, приводящие к неравномерному распределению газо(паро)-жидкостных потоков на тарелке и, как следствие, снижение ее эффективности и производительности.

Техническая задача заключается в повышении эффективности и производительности контактного устройства за счет устранения динамических пульсации в зоне массообменного контакта и обеспечения равномерной зоны барботажа над полотном.

Поставленная задача достигается тем, что в контактном устройстве для массообменных аппаратов, включающем перфорированное горизонтальное полотно, новым является то, что перфорированное горизонтальное полотно имеет секционирующие вертикальные перегородки, выполненные с обеспечением возможности равномерного распределения жидкости по перфорированному горизонтальному полотно.

Кроме того, секционирующие вертикальные перегородки могут быть установлены с зазором к перфорированному горизонтальному полотну.

Кроме того, секционирующие вертикальные перегородки могут быть выполнены перфорированными.

Кроме этого, секционирующие вертикальные перегородки могут быть установлены или радиально, или параллельно, или перекрестно относительно друг друга.

Заявляемая совокупность признаков позволяет секционировать контактное устройство, охватив, при этом, весь диапазон высоты пенного слоя, образованного в результате перемешивания газовой и жидкостной фазы в зоне контакта, а также устранить динамические пульсации в зоне массообменного контакта, обеспечив равномерную зону барботажа над полотном, тем самым, повысив эффективность и производительность работы.

Наличие перфораций в перегородках позволяет варьировать газо(паро)-жидкостные нагрузки, сохраняя оптимальную зону контакта.

Различные формы выполнения секционирования с помощью вертикальных перегородок позволяют оптимизировать конструкцию контактного устройства для всего ряда диаметров массообменных аппаратов.

На рисунках 1-5 представлены варианты выполнения контактного устройства.

Контактное устройство для массообменных аппаратов содержит перфорированное горизонтальное полотно 1, которое имеет секционирующие вертикальные перегородки 2. Высота секционирующих вертикальных перегородок 2 равна 0,20,7 расстояния между контактными устройствами.

Перегородки 2 могут быть установлены с зазором 3 к перфорированному горизонтальному полотну 1 (см. рис.1), при этом зазор 3 составляет 0,10,2 расстояния между контактными устройствами.

Перегородки 2 могут иметь перфорацию 4, при этом перфорированными перегородки 2 могут быть частично (см. рис.1) или полностью (см. рис.2). Наличие или отсутствие перфораций 4 в перегородках 2 определяется возможностью колебании газо(паро)-жидкостных нагрузок на контактных устройствах, а также физическими свойствами рабочих сред. Перфорация 4 на перегородках 2 может быть выполнена различной формы, например, в виде круглых отверстий (см. рис.1) или в виде прорезей прямоугольного сечения (см. рис.2). Перегородки 2 могут быть установлены радиально (см. рис.3), параллельно (см. рис.4) или перекрестно относительно друг друга (см. рис.5).

Контактное устройство работает следующим образом. В массообменном аппарате распределенный поток жидкости поступает на полотно 1 с вышерасположенного контактного устройства, а распределенный поток газа поступает с нижерасположенного контактного устройства. В результате на полотне 1 происходит массообмен и образуется барботажный слой, при этом, вертикальные перегородки 2 делят барботажный слой на отдельные части, что позволяет добиться равномерного распределения потоков пара и жидкости по сечению контактного устройства и устранить динамические пульсации в зоне массообменного контакта. При этом, зазор 3 позволяет обеспечить равномерную зону барботажа над полотном 1, тем самым сохраняя эффективность контактного устройства. При отсутствии зазора 3, его функцию может выполнять перфорация 4, выполненная по всей высоте перегородок 2, которая позволяет при колебаниях газо(паро)-жидкостных нагрузок обеспечить равномерное распределение потоков жидкости в зоне барботажа над полотном 1. Далее поток газа уходит на вышерасположенное контактное устройство, а жидкость через отверстия в полотне 1 поступает на нижерасположенное контактное устройство.

1. Контактное устройство для массообменных аппаратов, содержащее перфорированное горизонтальное полотно, отличающееся тем, что перфорированное горизонтальное полотно имеет секционирующие вертикальные перегородки, выполненные с обеспечением возможности равномерного распределения жидкости по перфорированному горизонтальному полотну.

2. Контактное устройство для массообменных аппаратов по п.1, отличающееся тем, что секционирующие вертикальные перегородки установлены с зазором к перфорированному горизонтальному полотну.

3. Контактное устройство для массообменных аппаратов по п.1, отличающееся тем, что секционирующие вертикальные перегородки выполнены перфорированными.

4. Контактное устройство для массообменных аппаратов по п.1, отличающееся тем, что секционирующие вертикальные перегородки установлены радиально.

5. Контактное устройство для массообменных аппаратов по п.1, отличающееся тем, что секционирующие вертикальные перегородки установлены параллельно относительно друг друга.

6. Контактное устройство для массообменных аппаратов по п.1, отличающееся тем, что секционирующие вертикальные перегородки установлены перекрестно относительно друг друга.