Противоточный аппарат для проведения массообменных процессов

388757

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

M. Кл. В Old 3 30

Заявлено ЗО.VII,1971 (№ 1688491/23-26) с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР пс делам иэооретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 05Х1!.1973. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 7.1.1974

УДК 66.015.23.05 (088.8) Авторы изобретения

В. С. Атоянц, И. Ф. Протодьяконов и П. Г. Романков

Заявитель

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт имени Ленсовета

ПРОТИВОТОЧНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к массообменным аппаратам химической промышленности.

Известен противоточный аппарат для проведения массообменных процессов, секционированный многослойными тарелками с верхним неподвижным слоем и нижними подвижными слоями, закрепленными на поворотной оси и снабженными равномерно расположенными радиальными рядами отверстий.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность регулирования свободного сечения тарелки, а также разница в размерах и форме отверстий тарелок, образующихся при повороте одного ее слоя относительно другого, т .е. при взаимном смещении соответствующих друг другу отверстий слоев, что обусловливает неравномерность распределения свободного сечения тарелки по ее площадки и неодинаковость гидродинамической обстановки в различных районах тарелки.

С целью точного дискретного регулирования свободного сечения тарелки и обеспечения провала материала при смещении радиальных рядов отверстий в тарелках по предлагаемому способу каждый подвижный слой тарелок снабжен секторными вырезами, расположенными между радиальными рядами отверстий, пазом и упором для зацепления.

На фиг. 1 — схема предлагаемого аппарата; на фиг. 2 — многослойные тарелки в разрезе; на фиг. 3 — тарелка, вид сверху; на фиг. 4 — фрагмент развертки боковой поверхности многослойных тарелок.

Противоточный аппарат состоит из колонны 1, разделенной на секции многослойными тарелками 2, бункера 8 и дозатора 4 материала.

10 Каждая секция снабжена исполнительным механизмом 5, управляющим работой многослойных тарелок 2.

Дозатор 4 материала и исполнительные механизмы 5 управляются в свою очередь еди15 ным программным регулятором о.

Многослойные тарелки 2 состоят из нескольких круглых тарелок провального типа с различным свободным сечением.

Верхняя тарелка 7 неподвижна, все осталь20 ные тарелки 8 могут поворачиваться вокруг центральной оси.

Нижние подвижные тарелки 8 имеют два рода отверстий — отверстия первого рода, определяющие свободное сечение данной та25 релки, и отверстия второго рода (например, секторные вырезы), обеспечивающие беспрепятственный провал материала, транспортируемого через отверстия верхней тарелки 7.

Нумерация подвижных тарелок 8 возрастает

30 снизу вверх

388757

Все подвижные тарелки 8 имеют одинаковое количество отверстий первого рода, равное количеству отверстий в верхней подвижной тарелке, и в исходном положении каждому отверстию первого рода в каждой подвижной тарелке 8 соответствует соосное с ним отверстие в неподвижной тарелке 7. Диаметры же их возрастают с ростом номера тарелки (снизу вверх), оставаясь меньшими, чем диаметр соосного с ним отверстия в верхней тарелке 7.

Все отверстия во всех тарелках расположены с равномерным шагом в окружном направ2к лении, равном — — в верхней тарелке 7 и и 15 — — в подвижных тарелках 8, n — количеи ство радиальных рядов отверстий в верхней и нижней тарелке.

Соответственно, количество фиксированных 20 положений каждой подвижной тарелки 8 или

2 и.

Тарелки приводятся в движение с помощью исполнительного механизма 5. Движение от него через коническую шестерню 9 передается 25 на коническое колесо 10, жестко связанное с первой тарелкой 8. Движение с тарелки на тарелку передается с помощью упоров 11, перемещающихся в пазах вышерасположенной тарелки. 30

Исходное положение соответствует совпадению осей отверстий первого рода во всех тарелках. Все упоры ll находятся на границах пазов вышерасположенных тарелок. Команды программного регулятора соответствуют углу 35 поворота шестерни 9, пропорционально определенному количеству фиксированных положений тарелок 8. При повороте первой тарелки на угол — его упор 11 занимает полои 40 жение в середине паза второй тарелки 8, Отверстия первого рода первой тарелки оказываются под отверстиями второго рода всех вышерасположенных тарелок. При этом под отверстиями первого рода всех вышерасполо- 45 женных тарелок находятся отверстия второго рода первой тарелки, обеспечивая беспрепятственный провал материала второй тарелки.

Пропускная способность магазина в этом положении лимитируется свободным сечением 50 второй тарелки.

«Выключение» тарелок происходит при противоположном направлении вращения шестерни 9 исполнительного механизма 5. Та- 55 релки поворачиваются вокруг центральной оси вращения 12.

Многослойные тарелки 2 периферийной частью неподвижной тарелки 7 крепятся в расточке царги 13. 60

Предлагаемый аппарат позволяет проводить массообменные процессы в непрерывном, полунепрерывном и периодическом режимах в зависимости от конкретных технологических задач, 65

1. Непрерывный режим (режим провальной тарелки) .

Из бункера с помощью дозатора в колонну непрерывно поступает материал, снизу в колонну поступает газ. Материал поступает на верхний магазин тарелок, образует на нем кипящий слой и, проваливаясь через его отверстия вниз, попадает на нижерасположенные магазины тарелок. По окончании процесса заполнения колонны на каждом магазине тарелок образуется кипящий слой материала, и аппарат работает далее в установившемся непрерывном режиме. Отработавший материал выводится снизу из аппарата.

В отличие от известных аппаратов с провальными тарелками в данном аппарате пропускной способностью тарелок, а следовательно, и средним временем пребывания материала можно управлять, меняя относительное расположение тарелок в магазине с помощью исполнительных механизмов, получающих управляющие сигналы от программного регулятора. Возможность смены тарелок в процессе работы расширяет диапазон рабочих скоростей газа, при которых аппарат с провальными тарелками будет работать устойчиво.

2. Полунепрерывный режим (по материалу) .

Из бункера с помощью дозатора на верхний магазин тарелок подается определенная порция материала. При этом отверстия первого рода всех тарелок соосны и секторные вырезы в них совмещены. Газ поступает через отверстия в нижней тарелке совмещены. Газ поступает через отверстия в нижней тарелке и перфорацию верхней тарелки, проходит через слой материала и уходит из колонны. Через заданный промежуток времени исполнительный механизм верхнего магазина тарелок разворачивает все подвижные тарелки на угол 180 относительно верхней тарелки, располагая при этом секторные вырезы всех подвижных тарелок под отверстиями верхней тарелки, и материал проваливается на нижерасположенный магазин тарелок, который в данный момент закрыт, т. е. все отверстия первого рода всех тарелок соосны и секторные вырезы совмещены.

Через промежуток времени, достаточный для провала всего материала через верхний магазин тарелок, исполнительный механизм 5 верхнего магазина тарелок, получивший сигнал от программного регулятора б, закрывает его, снова совмещая все отверстия первого рода и секторные вырезы в тарелках. Затем дозатор 4 материала, получивший команду от программного регулятора б, вновь насыпает на верхний магазин тарелок такую же порцию материала.

Каждая порция материала транспортируется по колонне 1 вышеописанным способом и, пройдя всю колонну, выводится из нее.

3. Периодический режим (по материалу).

Способ заполнения колонны 1 такой же как и для предадущего случая. Отличие в работе

388757

Фиг. 1 состоит в том, что отработавший материал выгружается одновременно со всех тарелок.

Секционированные колонны 1 в данном случае преследуют своей целью уменьшить амплитуды пульсаций гидравлического сопротивления аппарата во время работы.

Предмет изобретения

1. Противоточный аппарат для цроведения массообменных процессов, секционированный многослойными тарелками с верхним неподвижным слоем и нижними подвижными слоями, закрепленные на поворотной оси и снабженныс равномерно расположенными радиальными рядами отверстий, отличающийся тем, что, с целью обеспечения точного дискретного регулирования свободного сечения

5 тарелки и обеспечения провала материала при смещении радиальных рядов отверстий в тарелках, каждый подвижный слой снабжен секторными вырезами, расположенными между радиальными рядами отверстий.

10 2. Противоточный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждый подвижный слой тарелок снабжен пазом и упором для зацепления.

388757

Фиг-2

Фиг 4

Составитель А. Н. Сондор

Техред Т. Курилко

Редактор Е. Левина

Корректор Л. Царькова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3436/5 Изд. ¹ 893 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5