Массообменное контактное устройство

013137 Изобретение относится к массообменным контактным устройствам, а именно к устройствам, предназначенным для проведения процессов массообмена в системе газ (пар)-жидкость в условиях циклического режима (при раздельном движении фаз в колонне), и может быть использовано в пищевой, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Известно массообменное контактное устройство, которое содержит полотно тарелки с контактным элементом, обечайку, подвижный двухсторонний клапан, ограничители подъема и опускания. По периметру обечайка имеет отверстия, а подвижный двухсторонний клапан выполнен в виде установленных одна над другой сплошных пластин. При этом устройство оснащено дополнительным полотном тарелки. Ограничителем подъема двухстороннего клапана является контактный элемент, а опускания - нижний край обечайки. Нижние кромки отверстий обечайки выполнены на уровне дополнительного (нижнего) полотна тарелки. Кроме того, контактный элемент выполнен в виде внутреннего колпачка с отогнутыми по касательной пластинами барботажного узла, высота вертикальных отверстий по периметру обечайки равняется высоте двухстороннего клапана, а в крайних положениях двухстороннего клапана одна из пластин клапана обеспечивает раздел свободного сечения вертикальных отверстий обечайки на равные сектора (RU 2237508 С 1). Недостатком этого устройства является фиксированное свободное сечение барботажного узла,вследствие чего происходит смещение рабочего диапазона устройства в сторону увеличения расхода пара, при незначительных нагрузках по жидкости. Кроме этого, другим недостатком устройства является его высота (размер между основным и дополнительным полотном тарелки), что приводит к увеличению высоты колонны, а значит и ее металлоемкости. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования известного устройства с достижением при этом технического результата, а именно расширение рабочего диапазона нагрузок по пару,уменьшение металлоемкости и высоты массообменного устройства, увеличение надежности и долговечности работы конструкции. Поставленная задача решается и указанный технический результат достигается тем, что массообменное контактное устройство содержит полотно тарелки с контактным элементом, обечайку, подвижный двухсторонний клапан, ограничители подъема и опускания, по периметру обечайка имеет отверстия,а подвижный двухсторонний клапан выполнен в виде установленных одна над другой сплошных пластин, при этом устройство оснащено дополнительным полотном тарелки. Ограничителем подъема двухстороннего клапана является барботажный узел, а опускания - нижний край обечайки. Нижние кромки отверстий обечайки выполнены на уровне дополнительного (нижнего) полотна тарелки. Высота вертикальных отверстий по периметру обечайки равняется высоте двухстороннего клапана, а в крайних положениях двухстороннего клапана одна из пластин клапана обеспечивает раздел свободного сечения вертикальных отверстий обечайки на равные сектора, в соответствии с изобретением верхняя пластина двухстороннего клапана установлена с возможностью перемещения в барботажном узле для выполнения функции контактного элемента, а барботажный узел объединен с обечайкой. Причинно-следственная связь между предложенными признаками и техническим результатом заключается в следующем. 1. Предлагаемое контактное устройство обладает технологическими преимуществами клапанной тарелки стационарного процесса, а именно уменьшение свободного сечения барботажного узла контактного элемента при уменьшении расхода пара. Тем самым поддерживается постоянный перепад давления на тарелке, обеспечивая местоположение двухстороннего клапана в верхнем положении. 2. При прохождении газа (пара) к контактному элементу под верхней пластиной двухстороннего клапана используется динамический напор пара как дополнительная сила для поддержания клапана в верхнем положении. 3. Уменьшение высоты контактного устройства на 30% дает возможность уменьшить металлоемкость колонны на 10%. 4. При плавном перекрытии пара клапан, двигаясь вниз, уменьшает скорость своего движения на уровне верхнего ряда отверстий обечайки и плавно, без удара, садится на ограничитель опускания, увеличивая таким образом долговечность конструкции. На фиг. 1 показано устройство в положении, которое отвечает начальному моменту подачи газа(пара). На фиг. 2 - в положении, которое отвечает изменению приложения подъемной силы с нижней на верхнюю пластину двухстороннего клапана. На фиг. 3 - в положении, которое отвечает всем последующим моментам подачи газа (пара). Контактное устройство состоит из полотна тарелки 1, барботажного узла 2 с отверстиями 12, обечайки 4 с отверстиями 11 и 10, дополнительного (нижнего) полотна тарелки 5, двухстороннего клапана,который двигается в середине обечайки 4, та состоит из верхней 6 и нижней 7 пластин, соединенных дистанционной стойкой 8. Отогнутый нижний край обечайки 4 исполняет функцию ограничителя опускания 9, а отогнутый верхний край барботажного узла выполняет функцию ограничителя подъема 3. Контактное устройство работает следующим образом. Газовая (паровая) фаза во время парового периода поднимает двухсторонний клапан в фиксированное верхнее положение таким образом, что-1 013137 верхняя пластина 6 двухстороннего клапана закрывает отверстие контактного элемента 2. Верхняя пластина 6 двухстороннего клапана в этом положении выполняет функцию клапанного контактного элемента. Пар, проходя под верхней пластиной 6 через отверстия 12 барботажного узла 2, взаимодействует с жидкостью, которая находится на тарелке. По окончании парового периода двухсторонний клапан под действием собственного веса и веса жидкости движется вниз, уменьшая скорость движения на уровне полотна тарелки 1, и плавно садится на ограничитель опускания 9, увеличивая тем самым долговечность конструкции. Время задержки подачи газа (пара) будет определяться временем перелива жидкости с полотна тарелки 1 в переходную емкость и будет составлять несколько секунд. В начальный момент подачи газа (пара) на нижнюю пластину 7 двухстороннего клапана будет действовать подъемная сила, обусловленная перепадом давления. Под действием этой силы будут двигаться вверх двухсторонний клапан, а за ним жидкость, которая находится в переходном объеме. В момент времени, когда пластины двухстороннего клапана поравняются с отверстиями обечайки 4, приложение подъемной силы переходит с нижней 7 на верхнюю 6 пластину двухстороннего клапана. При этом сохраняется максимально возможный перепад давления, а значит и подъемная сила на верхней 6 пластине. В отверстия обечайки 4 проходит газ (пар), барботируя через жидкость. С увеличением отверстия скорость пара, который проходит через отверстие, будет падать и создадутся условия для перехода жидкости на нижерасположенную тарелку. Двухсторонний клапан продолжает свое движение вверх до фиксируемого верхнего положения. Вес двухстороннего клапана и столба жидкости над ними должны быть меньше силы перепада давления, которое действует на верхнюю пластину. Время перетекания жидкости с тарелки на тарелку называется жидкостным периодом. Таким образом, время цикла, который состоит из парового и жидкостного периодов, завершается. Последующие циклы проходят аналогично. Предложенное контактное устройство позволяет проводить процесс массообмена в системе газ(пар)-жидкость в циклическом режиме при однократной смене жидкостной задержки одновременно на всех тарелках по высоте колонны, расширяет рабочий диапазон нагрузок по жидкости и пару, повышает производительность, увеличивает надежность и долговечность работы конструкции. Использование предложенного контактного устройства устраняет перемешивание жидкости на смежных ступенях контакта и позволяет поднять эффективность массообмена в два - три раза в сравнении со стационарным процессом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Массообменное контактное устройство, которое содержит полотно тарелки, барботажный узел,дополнительное полотно тарелки, обечайку, которая имеет по периметру отверстия, подвижный двухсторонний клапан, выполненный в виде установленных одна над другой сплошных пластин, соединенных между собой дистанционной стойкой, ограничители подъема и опускания, отличающееся тем, что верхняя пластина двухстороннего клапана установлена с возможностью перемещения в барботажном узле для выполнения функции контактного элемента. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барботажный узел объединен с обечайкой.