Тарелки с однонаправленным движением пара (газа) и жидкости

К тарелкам с однонаправленным движением взаимодействующих фаз относятся пластинчатые и чешуйчатые (или язычковые) [4, 6].

На пластинчатой тарелке жидкость с вышележащей тарелки поступает в гидрозатвор 1 (рисунок 3.34) и через переливную перегородку 2 попадает на тарелку, состоящую из ряда наклонных пластин 3. Наклонные пластины образуют щели, через которые с большой скоростью (20…30м/c) проходит пар (газ). При контактировании фаз происходит диспергирование жидкости паровым потоком. Наклонные пластины изменяют направление движения пара от вертикального в сторону слива, что увеличивает скорость перемещающейся в основном в виде струй и капель жидкости от переливной перегородки 2 к сливному карману 4. У тарелок этого типа, которые называются струйными, переливная планка отсутствует, что снижает их гидравлическое сопротивление.

1-гидравлический затвор; 2-переливная перегородка; 3-пластины;

4-сливной карман

Рисунок 3.34 - Устройство пластинчатых тарелок

Наиболее применимы чешуйчатые тарелки, имеющие полотно с просечками, металл которых отогнут в одну сторону в виде чешуй или язычков (рисунок 3.35). Наклон чешуй 15, 20, 30, и 45º. Часто используют тарелки с язычком шириной 50 мм, длиной 50 мм и углом наклона 15…20º. Оптимальное живое сечение тарелки 10%, зеркало барботажа 80% [6].

Первый ряд прорезей по ходу жидкости желательно располагать на расстоянии 30 мм от перелива, последний – на некотором расстоянии от края сливного кармана (100…150 мм) с целью создания отстойной зоны для дегазации жидкости.

В местах расположения балок и опорного кольца прорези пропускаются, а через 500…1000 мм на балках и опорных кольцах рекомендуется приваривать вертикальные пластины высотой до 100 мм с целью предотвращения свободного прохода жидкости на тарелке. Пластины следует располагать под углом к потоку жидкости.

а- схема потока и жидкости на тарелках; б- типы чешуек

Рисунок 3.35- Устройство и работа чешуйчатых тарелок

Для колонн со струйными тарелками, работающих под давлением, целесообразно применять наклонные переливы, обеспечивая входную площадь переливов до 30% сечения колонны.

Сливной карман струйных тарелок может быть выполнен конструктивно либо с фигурной планкой, либо вообще без затворной планки, либо с карманом, имеющим заглубленное дно.

Струйные тарелки рекомендуются для атмосферных и отпарных колонн диаметром до 3,2 м, в колоннах под давлением диаметром до 4 м, а также при разделении полимеризующихся, коксующихся и разлагающихся веществ для уменьшения продолжительности пребывания их в колонне. Струйные тарелки создают направленное движение жидкости и хорошо работают при высоких жидкостных нагрузках.

При малых скоростях пара наблюдается «провал» жидкости, поэтому должна быть обеспечена минимальная допустимая скорость в отверстиях чешуек (около 7 м/с). Наибольшая эффективность тарелок достигается в струйном режиме при скорости в щелях более 12 м/с [6].

В ряде случаев на струйной тарелке устанавливают поперечные перегородки. В перегородках у полотна тарелки выполняют щель высотой 10…15мм для прохода жидкости (рисунок 3.36). Перегородки секционируют поток жидкости, улучшают контакт и создают необходимый запас жидкости на тарелке.

Разновидностью струйных тарелок являются кольцевые или тангенциальные тарелки. На таких тарелках просечки ориентированы тангенциально, и пары, выходя из них, сообщают жидкости круговое движение. Под действием напора и центробежных сил жидкость поступает к периферии. С кругового слива на периферии жидкость поступает по переточным трубам в центр на расположенную ниже тарелку.

Рисунок 3.36 - Струйная тарелка с секционирующими перегородками