Распределительные тарелки что такое

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Распределительные тарелки

Распределительные тарелки ( рис. IX.19) предназначены для равномерного распределения адсорбента по сечению аппарата. Распределительные тарелки выполняют в виде трубных решеток с развальцованными отрезками труб длиной 0 25 — 0 60 м, диаметром 40 — 50 мм. При монтаже тарелку устанавливают патрубками вниз. Иногда используют распределитель в виде системы перфорированных тарелок с уменьшающимся числом равномерно расположенных отверстий. [2]

Распределительные тарелки 3 представляют собой трубные решетки, к которым снизу присоединены короткие отрезки труб. Тарелки служат для более равномерного распределения газа по сечению колонны и уменьшения уноса частиц адсорбента газовым потоком. [3]

Распределительные тарелки 2 препятствуют смешению парогазовых потоков адсорбционной и десорбционной секций. [5]

Распределительные тарелки устанавливают, чтобы обеспечить равномерное распределение газа по сечению колонны, наибольшее соприкосновение между газом и поглотителем и предотвращение уноса частиц угля выходящими газами. [6]

Распределительные тарелки 2 служат для предохранения смешивания парогазовых потоков адсорбционной и десорбционной секций аппарата. Рециркуляция адсорбента осуществляется обычно с помощью пневмотранспорта. [8]

Распределительные тарелки представляют собой решетки, в отверстия которых ввальцованы патрубки. Тарелка монтирована в колонну патрубками вниз. [9]

Распределительные тарелки имеют патрубки для прохода паров и ниппели для стока жидкости. Для того чтобы пар проходил только через патрубки, их делают выше, чем ниппели, и сверху защищают от стекающей жидкости козырьками. При небольших расходах жидкости ниппели имеют боковой срез или прорези. Такая конструкция менее чувствительна к отклонению тарелки от горизонтального положения. Распределительные тарелки применяются для орошения насадочных колонн, главным образом с кольцами Рашига, при небольшом изменении жидкостных нагрузок. Применяют их так же, как и перераспределительные тарелки, в колоннах с тарелками провального типа и с насадкой. [10]

Распределительные тарелки обеспечивают более равномерное распределение газа и угля по сечению колонны и уменьшение уноса частиц угля выходящими газами. [11]

Распределительные тарелки устанавливают для обеспечения равномерного распределения газа по сечению колонны, наибольшего соприкосновения между газом и поглотителем, а также для предотвращения уноса частиц угля выходящими газами. Распределительные тарелки представляют собой трубную решетку, в отверстия которой ввальцовывают трубы длиной 0 25 — 0 6 м и диаметром 40 — 50 мм. Тарелка монтируется в колонну патрубками вниз. [13]

Распределительные тарелки служат для равномерного орошения насадки стекающей жидкостью. [14]

Источник

Устройства для ввода жидкости и пара в колонну

При входе в колонну парожидкостная струя сырья обычно имеет очень большие скорости. Для защиты корпуса аппарата от эрозионного воздействия струи применяются специальные устройства – улиты. Они снабжены отбойным листом, принимающим удар струи. Кроме этого, улиты служат и для распределения потоков сырья по всему поперечному сечению колонны, поэтому форма улиты должна быть такой, чтобы обеспечить выполнение этого условия. На рисунке 2.33 показаны две конструкции улит.

Штуцера ввода сырья в колонну быстро изнашиваются, поэтому их защищают гильзой, смена которой при ремонте не представляет трудностей.

Весьма важным узлом в колоннах с тарелками провального типа и с насадкой является устройство для ввода жидкости и паров для обеспечения равномерного распределения по сечению колонны потоков жидкости (сырья, орошения) и паров (парового орошения). Эти устройства называют оросителями или распределителями.

а) при вводе сырья одним потоком б) при вводе сырья двумя потоками 1 –корпус колонны, 2 – улиты, 3 – защитная гильза, 4 – штуцер колонны

Рисунок 2.33 – Улиты ректификационных колонн

Используемые на практике оросители насадочных колонн аналогичны оросителям колонн с тарелками провального типа.

Наиболее часто применяют следующие конструкции распределительных устройств, обеспечивающих неплохое распределение жидкости по сечению аппаратов различного диаметра: распределительные тарелки (рисунок 2.34), желоба, трубчатые распределители (рисунок 2.35), отражатели, центробежные устройства и т.д.

Рисунок 2.34 – Распределительная тарелка

Распределительные тарелки применяются для орошения насадочных колонн, главным образом с кольцами Рашига, при небольшом изменении жидкостных нагрузок. Применяют их так же, как и перераспределительные тарелки, в колоннах с тарелками провального типа и с насадкой.

Часто в качестве распределителей пара и жидкости применяют трубчатые распределители из перфорированных труб, конструктивно выполненные либо в виде паука, либо в виде коллектора (см. рисунок 2.35).

Перфорированные коллекторы располагают в колонне на высоте около 1 метра над насадкой. Эти устройства обычно применяют для орошения провальных тарелок и нерегулярной насадки.

Рисунок 2.35 – Трубчатые распределители

Для регулярной насадки, в частности плоскопараллельной, разработаны конструкции коллекторных оросителей.

Достаточно распространены в промышленности желобчатые оросители. Такие оросители, устанавливаемые на расстоянии 1,2–1,4 метра от слоя насадки, используют главным образом в колоннах с нерегулярной насадкой.

Если насадка расположена в колонне слоями, то для орошения каждой секции насадки либо используют отдельные оросители, либо специальные перераспределители, собирающие и перераспределяющие стекающую по колонне жидкость.

Существуют типовые конструкции перераспределительных устройств (тарелок).

Основным их недостатком является то, что они склонны к засорению, и поэтому применяются только на чистых продуктах. Кроме того, трубчатые распределители работают равномерно лишь тогда, когда для заданного хода и напора пара или жидкости правильно выбрана площадь перфорации.

В настоящее время продолжаются работы по усовершенствованию действующих и разработке новых конструкций распределительных устройств и отбойников.

Разработкой новых конструкций таких устройств занимаются многие предриятия, но наиболее перспективные разработки имеет фирма Зульцер-Хемтех. Специалисты этой фирмы считают, что равномерность распределения жидкости и пара по площади поперечного сечения имеет решающее значение для эффективности разделительного действия. Эмпирическое правило гласит, что нужно устанавливать распределители через каждые 15–20 тарелок.

Частичная загрузка и чувствительность по отношению к грязи и отложениям – это основные отличительные признаки распределителей жидкости. Ниже приведены основные типы распределителей жидкости, разработанных фирмой Зульцер-Хемтех и частично запатентованных.

Элементный распределитель (тип VE, рисунок 2.36) состоит из отдельных каналов, расположенных параллельно основному каналу или над ним. Элементы распределителя очень легко устанавливаются через лаз.

Канальный распределитель (тип VK, рисунок 2.36) во фланцевом исполнении может устанавливаться через лаз. Основное применение – для небольших колонн широкого спектра действия и с небольшим свободным объемом.

элементный распределитель канальный распределитель

Рисунок 2.36 – Конструкции распределителей

Рисунок 2.37 – Трубчатый распределитель

Рисунок 2.38 – Пневматический распределитель

Рисунок 2.39 – Специальный распределитель

Трубчатый распределитель (тип VRG, рисунок 2.37) для жидкостей с высокой плотностью, вязкостью и малых нагрузок по жидкости, в частности, для колонн с сетчатыми насадками. Для колонн во фланцевом исполнении легко устанавливается через лаз. Применяется только для чистых жидкостей.

Пневматический распределитель (тип VDR, рисунок 2.38) используется в колоннах для перегонки нефти и скрубберах. Необходимо высокое давление.

Специальный распределитель (тип VFS, рисунок 2.39) для сильно загрязненных жидкостей (таких как известковое молоко).

Источник

Распределительные тарелки что такое

Весьма важным узлом в колоннах с тарелками провального типа и с насадкой является распределительное устройство для жидкости.

Наиболее часто применяют следующие конструкции распределительных устройств, обеспечивающие неплохое распределение жидкости по сечению аппаратов различного диаметра: распределительные тарелки, желоба, коллекторы, отражатели и центробежные устройства.

Распределительные тарелки имеют патрубки для прохода паров и ниппели для стока жидкости. Для того чтобы пар проходил только через патрубки, их делают выше, чем ниппели, и сверху защищают от стекающей жидкости козырьками. При небольших расходах жидкости ниппели имеют боковой срез или прорези. Такая конструкция менее чувствительна к отклонению тарелки от горизонтального положения. Распределительные тарелки применяют для орошения в основном насадочных колонн, но так же применяют, как перераспределительные тарелки, в колоннах с тарелками провального типа и с насадкой.

Распределители из желобов довольно просты по конструкции, но требуют особо тщательной установки в колоннах большого диаметра.

Часто в качестве распределителей пара и жидкости применяют перфорированные трубы, конструктивно выполненные либо в виде паука, либо в виде коллектора. Основным их недостатком является то, что они склонны к засорению, и поэтому применяются только на чистых продуктах. Кроме того, трубчатые распределители работают лишь тогда, когда для заданного расхода и напора пара или жидкости правильно выбрана площадь перфорации. В частности, для распределителей пара, находящихся в жидкости, рекомендуется принимать площадь отверстий, равную 25 % от площади поперечного сечения трубы, а отверстия для выхода пара располагать вдоль нижней образующей трубы. Для жидкости распределители из труб применяют в случае, если необходимо иметь около распределителей большое свободное сечение для прохода пара ( до 50% ).

Отражательные распределители могут с успехом применяться как для парового, так и для жидкостного потоков. Они отличаются простотой конструкции и высокой производительностью, мало засоряются и обеспечивают равномерное распределение потока даже в аппаратах сравнительно большого диаметра.

Ширина кольцевых каналов в распределителе должна быть равна от 8 до 10 мм.

Систематизация конструкций контактных устройств тарельчатой колонны

В ректификационных колоннах применяются тарелки различных конструкций, существенно различающиеся по своим рабочим характеристикам и технико-экономическим данным. При этом, наряду с самыми современными конструкциями, в эксплуатации находятся тарелки таких типов (желобчатые и др.), которые, хотя и обеспечивают получение необходимых продуктов, но не могут быть рекомендованы для современных производств.

При оценке конструкций тарелок обычно принимают во внимание следующие показатели:

б) гидравлическое сопротивление;

в) эффективность при разных рабочих нагрузках;

г) диапазон рабочих нагрузок в условиях достаточно высокой эффективности;

д) сопротивление одной теоретической тарелки ?р/з при разных рабочих нагрузках;

е) возможность работы на средах, склонных к образованию инкрустаций, к полимеризации и т.п.;

ж) простоту конструкции, проявляющуюся в трудоемкости изготовления, монтажа, ремонтов;

Для пропуска потоков паров пара и жидкости тарелки должны иметь каналы соответствующих размеров.

По способу передачи жидкости с тарелки на тарелку различают тарелки со специальными переточными устройствами и тарелки провального типа. У тарелок первого типа жидкость перетекает с тарелки на тарелку через специальные каналы, которые не предназначены для потока паров. В зависимости от нагрузки по жидкости, её переток с тарелки на тарелку может осуществляться одним, двумя, тремя и более потоками.

У тарелок провального типа пар и жидкость проходят через одни и те же отверстия (каналы), при этом места стока жидкости и прохода паров перемещаются по площади тарелки случайным образом.

Различают также тарелки барботажного и струйного типов. У барботажных тарелок элементы контактных устройств (колпачки, клапаны, отверстия) создают в слое жидкости движение пара в почти вертикальном направлении, т.е. контакт фаз осуществляется по схеме перекрестного тока, тогда как у струйных тарелок создается прямоточное движение фаз в пределах всей тарелки или отдельных её участков.

Тарелки барботажного типа могут иметь стесненное или свободное зеркало барботажа. У тарелок со стесненным зеркалом барботажа часть поверхности жидкости (примерно от 50 до 75 %) занято устройствами для ввода пара в жидкость (колпачками). У тарелок со свободным зеркалом барботажа устройства для ввода пара в жидкость размещены практически на одном уровне с полотном тарелки (отверстия в полотне тарелки, клапаны, язычки и т.п.), вследствие чего площадь для выхода пара из жидкости составляет около 70-90 % рабочей площади тарелки.

В зависимости от конструкций устройств для ввода пара в жидкость различают ситчатые ( дырчатые ), колпачковые, язычковые ( чешуйчатые ), клапанные и другие виды тарелок.

Направление ввода пара в жидкость оказывает существенное влияние как на производительность, так и на эффективность работы тарелки, а также на характер зависимости эффективности от нагрузки по пару.

Для увеличения производительности тарелки следует использовать контактирование фаз в прямотоке. Однако чистый прямоток не обеспечивает высокой эффективности контакта фаз. Поэтому стремятся задержать развитие прямоточного движения, устанавливая отбойники или вертикальные перегородки в направлении, поперечном потоку жидкости, изменяя специальные конструктивные модификации клапанов, комбинируя различные контактные элементы в пределах контактной зоны и т.п.

Колпачковые желобчатые тарелки. Тарелки этого типа применяются в колоннах диаметром от 1000 мм и более при расстоянии между тарелками 450 мм и более. Рабочая часть тарелки укомплектована съёмными желобами и колпачками. Для перетока жидкости служат переливные устройства ( одно- и двухпоточные). Основные размеры тарелок регламентированы отраслевой нормалью Н 439. Вплоть до настоящего времени тарелки этого типа находятся в эксплуатации в колоннах различного технологического назначения. Единственным их практическим преимуществом является относительно небольшое число желобов и колпачков, которые требуется устанавливать при монтажных и ремонтных работах. В, остальном, все показатели этих тарелок низки, поэтому тарелки желобчатого типа повсеместно заменяют более современными.

Колпачковые тарелки с капсульными колпачками. Тарелки этого типа могут быть установлены в колоннах диаметром 400 мм и более, расстояние между тарелками от 200 мм и более. Тарелки могут иметь неразборную и разборную конструкции. Тарелки неразборной конструкции уплотнены в корпусе колонны периферийным сальником с набивкой из асбестового шнура.

В горизонтальном положении тарелки диаметром до 1000 мм устанавливают с помощью трех регулировочных винтов, опирающихся на кронштейны, приваренные к корпусу. Тарелки диаметром от 1200 до 1800 мм имеют опорное разъёмное кольцо, прикрепляемое к корпусу колонны на которое сверху крепиться основание тарелки. Тарелки большого диаметра снабжены опорными балками, воспринимающими нагрузки от масс тарелки и жидкости. Основные размеры тарелок регламентированы ГОСТ 26-01-282 и ГОСТ 26-808.

Рисунок 1.5 — Колпачковая тарелка 1 — переливная перегородка; 2 — полотно тарелки; 3 — сливная перегородка; 4 — сливная планка; 5 — колпачок; 6 — паровой патрубок

Для комплектации тарелок служат стандартные круглые колпачки диаметром 60, 80 и 100 мм по ГОСТ 9634.

По сравнению с желобчатыми колпачковые капсульные тарелки имеют примерно на 20 % большую производительность, высокую эффективность, широкий рабочий диапазон и меньшую металлоемкость (от 60 до 90 кг/м2 против 120 кг/м2).

Тарелки колпачковые из S-образных элементов. Колпачковые тарелки этого типа изготавливают в соответствии с ГОСТ 26-536. Их диаметр от 1000 до 8000 мм. Расстояние между тарелками составляет 450 мм и более. Полотно тарелки набрано из элементов S-образного профиля, при сборке которых образуются каналы для прохода пара. Жидкость движется единым потоком и частично направляется паром в сторону слива, вследствие чего уменьшается градиент уровня жидкости на тарелке. Благодаря жесткости S-образных элементов, металлоемкость тарелок этого типа относительно невелика ( от 55 до 90 кг/м2). По эффективности они находятся на одном уровне с колпачковой капсульной тарелкой, но производительность их на 20 — 30 % выше.

1 — S-образный элемент; 2 — пластина

Рисунок 1.6 — Тарелка с S- образными элементами

Клапанные прямоточные тарелки применяются в колоннах диаметром 1000 мм и более при расстоянии между тарелками не менее 450 мм. Размеры тарелок регламентированы ОСТ 26-02-1401 и ОСТ 26-02-1402. По сравнению с s-образными тарелками они позволяют повысить производительность колонн примерно на 20 — 25 %. В области саморегулируемой работы клапанов тарелки обладают относительно небольшим сопротивлением. Металлоемкость составляет от 55 до 80 кг/м2.

Жалюзийно-клапанные тарелки. Размеры регламентированы ОСТ 21-01-417. Тарелки применяются в колоннах диаметром 1000 мм и более при расстоянии между тарелками, составляющем не менее 450 мм.

Рисунок 1.7 — Клапанно-прямоточная тарелка

Ситчатые тарелки с отбойными элементами из просечного листа. Полотно тарелки и наклонные отбойники изготовлены из просечно-вытяжного листа. Свободное сечение полотна тарелки следует выбирать исходя из отсутствия провала жидкости; свободное сечение отбойников должно быть достаточно большим (не менее 30 %), чтобы обеспечить пропуск текущей по тарелке жидкости. Контакт фаз происходит в прямотоке и частично в перекрестном токе на отбойниках. Благодаря относительно низкому сопротивлению эти тарелки применяются в вакуумных колоннах. Металлоемкость составляет от 50 до 60 кг/м2.

Решетчатые тарелки провального типа. Стандартные решетчатые тарелки применяются в колоннах диаметром 400 мм и более при расстоянии между тарелками не менее 200 мм.

Рисунок 1.8 — Жалюзийно-клапанная тарелка

1 — полотно тарелки; 2 — рамка; 3 — клапана-жалюзи

Тарелки этого типа не имеют специальных переливных устройств для жидкости, поэтому конструкция их предельно проста. Производительность тарелок провального типа примерно в 1,8 — 2 раза больше, чем колпачковых, металлоемкость не превышает 40 — 50 кг/м2.

Ситчатые тарелки. Основные характеристики стандартных ситчатых тарелок регламентированы ГОСТ 26-805 для колонн диаметром от 400 до 3600 мм при расстоянии между тарелками 200 мм и более. Производительность этих тарелок от 30 до 50 % выше колпачковых. Тарелки весьма чувствительны к точности горизонтальной установки и не рекомендуются для загрязненных сред.

Повышение производительности тарелок может быть достигнуто за счет струйно-прямоточного принципа взаимодействия фаз, а повышение эффективности — за счет более интенсивного межфазового контакта при минимальном перемешивании жидкости на тарелке. Ниже даны характеристики некоторых новых конструкций тарелок, реализующих указанные принципы. Элементы этих тарелок представлены на рисунках

Рисунок 1.9 — Элемент ситчатой тарелки

Струйные тарелки с вертикальными перегородками. Её основанием служит стальной лист, на котором в шахматном порядке выштампованы полукруглые лепестки, имеющие радиус от 15 до 25 мм и отогнутые в сторону сливного кармана под углом б равным от 20 до 40 °. Варьируя число лепестков, их радиус и угол отгиба, можно добиться того, чтобы относительно свободное сечение тарелки составляло до 15 % площади колонны.

Через каждые два ряда перпендикулярно направлению потока жидкости установлены вертикальные перегородки, у нижнего основания которых сделаны прямоугольные прорези общей длиной от 0,75 до 0,85 длины перегородок. Высота перегородок hw обычно составляет от 35 до 60 мм. Вертикальные перегородки разделяют полотно тарелки на ряд секций, в пределах которых и на тарелке в целом обеспечивается интенсивное взаимодействие фаз.

Переливные устройства имеют переливной карман сечения, переменного по высоте, в верхней части оно составляет примерно 11 %, а в нижней — 7 % общей площади сечения колонны, что позволяет улучшить работу переливного устройства и более рационально использовать площадь тарелки в зоне контакта фаз.

По сравнению с колпачковыми тарелки этого типа позволяют повысить производительность колонн в 1,8 — 2 раза при сохранении высокой эффективности разделении.

Комбинированные ситчато-клапанные и ситчато-прямоточные тарелки.

В этих тарелках сочетаются контактные элементы двух типов: ситчатое полотно и отверстия или клапаны, открывающиеся в сторону слива. Такое комбинирование позволяет улучшить характеристику эффективности в области больших и малых нагрузок при сохранении высокой производительности, присущей клапанным прямоточным тарелкам.

Тарелки из S-образных элементов с отбойниками. Установка наклонных отбойников над S-образными элементами позволяет увеличить производительность, диапазон рабочих нагрузок и эффективность при больших скоростях пара.

Применение более мелких элементов S-образного профиля дает возможность расширить диапазон рабочих нагрузок примерно на 10 % и на столько же увеличить максимальную эффективность по сравнению c тарелкой из стандартных S-образных элементов. По производительности и эффективности эти тарелки идентичны струйным тарелкам с вертикальными перегородками, для которых б=40° и hw=50 мм.

Рисунок 1.10 — Элемент ситчато-клапанной тарелки

1 — полотно тарелки; 2 — клапан

Тарелки из S-образных элементов с прямоточными клапанами (ТSК).

Для расширения рабочего предела нагрузок и повышения производительности стандартных S-образных тарелок они были снабжены прямоугольными прямоточного типа клапанами, размещенными на верхней площадке S-образного элемента. Их производительность и эффективность на 10% выше, чем у клапанной прямоточной тарелки.Решетчатые тарелки провального типа с отогнутыми кромками щелей. Рабочие характеристики тарелок провального типа могут быть несколько улучшены, если часть щелей (около 50 %) снабдить кромками, отогнутыми вниз ( навстречу потоку пара). При прочих равных условиях такие тарелки имеют более широкие (от 10 до 15 %) пределы рабочих нагрузок и большую (на 15 %) производительность, чем стандартные. Отогнутые вниз кромки щелей придают полотну тарелки большую жесткость, что позволяет применять металл меньшей толщины (от 1,5 до 2,0, вместо 3 — 4 мм). Ширину щелей рекомендуется принимать равной от 5 до 6 мм, длину 100 мм. Тарелки этого типа могут быть установлены в колоннах малого ( менее 400 мм) и большого диаметра.

1 — полотно тарелки; 2 — опорная конструкция

Рисунок 1.11 — Решетчатая провальная тарелка

Решетчатые тарелки провального типа из труб. С целью повышения производительности и снижения сопротивления провальных тарелок их рабочую часть выбирают из труб, которые могут быть расположены параллельными рядами или свернуты в спираль. В случае необходимости отвода (подвода) тепла по трубам может быть пущен хладоагент (теплоноситель ).

Струйные тарелки с компенсацией прямоточного движения фаз. Прямоточное движение фаз позволяет существенно увеличить производительность, но приводит к относительно низкой эффективности контакта. Ряд современных конструкций тарелок базируется на прямоточном принципе движения фаз в зоне их контакта, однако на этих тарелках нет чистого прямотока: направление движение пара в смежных рабочих элементах тарелки меняется, вследствие чего происходит постоянное прерывание и возобновление прямотока

Аналогичным образом работают и вышеупомянутые комбинированные тарелки.

Систематизация конструкций контактных устройств насадочной колонны

Насадки можно подразделить на два типа:

-Регулярная (правильно уложенная) насадка

-Беспорядочная (засыпаемая внавал) насадка

К регулярным насадкам относятся хордовая, кольцевая (при правильной укладке) и блочная насадки.

Эта насадка состоит из поставленных на ребро досок образующих решетку. Решетки укладываются друг на друга так, что в смежных решетках доски повернуты на угол 90° (иногда 45°). Наиболее распространена деревянная хордовая насадка, изготовляемая из досок толщиной 10-13 мм и высотой 100-150 мм.

Насадочные тела представляют собой цилиндрические тонкостенные кольца, наружный диаметр которых обычно равен высоте кольца. Диаметр насадочных колец изменяется от 25 мм до 150 мм. Насадочные кольца изготавливают чаще всего из керамики или фарфора, в некоторых случаях из углеграфитовых масс. Применяют также тонкостенные металлические кольца из стали или других металлов. Перспективно применение колец из пластических масс.

Типы кольцевых насадок:

-Кольца с перегородкой

-Кольца с крестообразной перегородкой

Эта насадка применяется для беспорядочной засыпки. Существует два типа седел. Седла Берля, поверхность которых представляет собой гиперболический параболоид, и седла «Инталокс» — часть тора. Седла

«Инталокс» проще в изготовлении.

Седлообразная насадка обладает меньшим гидравлическим сопротивлением несколько большей эффективностью, чем кольца Рашига.

Эта насадка используется в качестве регулярной и состоит из отдельных элементов большого размера (блоков).

Источник

Читайте также:  Украшение стен настенными тарелками
Поделиться с друзьями