Ventilplatten, Gitterplatten, Kappenplatten, Ballastplatten

Grundlegende Beckendesigns

Mesh-Platten.

Eine Säule mit Gitterplatten (Abb. 1) ist ein vertikaler Zylinder mit an Tragbalken befestigten horizontalen Platten, in den gleichmäßig über die gesamte Oberfläche eine Vielzahl von Löchern mit einem Durchmesser von 2 bis 8 mm gebohrt sind. Manchmal können Schablonen unterschiedliche Lochgrößen haben, abhängig von der Art des Produkts, das auf der Platte verarbeitet wird. Daher werden für schwache Salpetersäureleitungen Turmgeräte hergestellt, die mit Maschenplatten mit 0,8-mm-Löchern ausgestattet sind.

Reis. 1 - Säule mit Netzplatten

a - Säulenstruktur; b – Struktur der Netzplatte. Flüsse: A – Flüssigkeitseinlass; B – Flüssigkeitsausstoß; B – Gaseinlass; G - Gasauslass 1 - Gehäuse; 2 - unten; 3 - Abdeckung; 4 - Netzplatte; 5 - Überlaufwand; 6 - Plattenleinwand; 7 - Überlaufstreifen; 8 - Spritzschutz; 9 - Luke - Mannloch; 10 - Unterstützung

Das Gas strömt durch die Löcher in der Platte und verteilt sich in Form kleiner Strahlen und Blasen in der Flüssigkeit. Das Gas muss sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen und einen ausreichenden Druck haben, um den Druck der Flüssigkeitsschicht auf der Platte zu überwinden und zu verhindern, dass Flüssigkeit durch die Löcher in der Platte ausfließt.

Unter normalen Betriebsbedingungen dringt keine Flüssigkeit durch das Loch, da sie durch den darunter liegenden Gasdruck unterstützt wird. Bei geringer Gasbelastung ist der Gasdruck nicht in der Lage, eine der Überlaufhöhe entsprechende Flüssigkeitsschicht auf der Platte aufrechtzuerhalten. In diesem Fall wird der Flüssigkeitsspiegel unter die Überlauföffnung eingestellt und die Flüssigkeit strömt durch dieselben Löcher wie das Gas, d. h. die Platte arbeitet im Fehlermodus. Dies ist eine Nichtbetriebsbetriebsart für das angegebene Gericht.

Siebböden werden hauptsächlich zur Destillation von Alkohol und flüssiger Luft verwendet. Seine zulässige Beladung mit Flüssigkeit und Gas (Dampf) ist gering und die Betriebsart lässt sich nur schwer regulieren. Die Übertragung von Masse und Wärme zwischen Dampf und Flüssigkeit erfolgt hauptsächlich durch eine Schaum- und Sprühnebelschicht in einiger Entfernung vom Boden der Platte.

Siebpaneele zeichnen sich durch Einfachheit und einfache Installation, Inspektion und Wartung aus. Die Breite der einzelnen Paneelabschnitte ermöglicht den Ein- und Ausbau durch Säulenluken. Diese Platten haben einen sehr geringen hydraulischen Widerstand. Gitterböden arbeiten in einem ziemlich breiten Bereich von Gasgeschwindigkeiten stabil und weisen in einem bestimmten Bereich von Gas-Flüssigkeits-Ladungen einen hohen Wirkungsgrad auf.

Gleichzeitig sind Mesh-Platten empfindlich gegenüber Schmutz und Ablagerungen, die die Poren der Platten verstopfen. Wenn die Gasversorgung plötzlich stoppt, wird die gesamte Flüssigkeit aus dem Netzwerk abgelassen und der Turm muss neu gestartet werden, um den Betrieb wieder aufzunehmen.

Gitterplatten müssen streng horizontal installiert werden, damit Dampf durch alle Löcher im Gitter strömt und keine Flüssigkeit durch sie gelangt.

Kovpachka-Teller.

Der Hauptbestandteil einer Kolonne mit Kopfplatten ist ein vertikaler Zylinder 1, der vollständig verschweißt oder in getrennten Zonen (Zugstangen) montiert ist (Abb. 2). In diesem Fall werden in einem bestimmten Abstand voneinander Mehrkappen-Überlaufböden 4 installiert. Der Abstand zwischen den Böden wird durch die Arbeitsprozessparameter und den Durchmesser der Kolonne bestimmt.

Reis. 2 – Säule mit Kappenplatten

a - Säulenstruktur; b – Struktur einer Kappenplatte mit segmentierten Überläufen;
Flüsse: A – Zufuhr der Ausgangsmischung; B – Dampfabzug; B – Flüssigkeitszufuhr;
G – Abfluss der Bodenflüssigkeit; D – Dampfversorgung vom Verdampfer;
1 - Säulenkörper; 2 - unten; 3 - Abdeckung; 4 - Deckelplatte mit segmentierten Überläufen;
5 - Luke - Mannloch; 6 - Unterstützung; 7 - Plattenleinwand; 8 - Aufnahmetasche; 9 - Überlaufstreifen;
10 - Kapselkappe; 11 - Dampfrohr; 12 - Ablaufstreifen; 13 - Ablaufblech

Kappenplatten sind eine Leinwand mit einer Düse, die oben mit einem Deckel verschlossen ist. Durch den Überlauf fließt Flüssigkeit von Wanne zu Wanne und der Füllstand auf der Wanne wird an der Oberkante knapp über der Ablaufschwelle eingestellt. Der Boden der Überlaufvorrichtung liegt unterhalb des Flüssigkeitsspiegels und bildet ein hydraulisches Ventil, das verhindert, dass Gas durch das Überlaufloch strömt (Abbildung 2).

Von der oberen Platte auf die untere gegossene Flüssigkeit bewegt sich horizontal entlang der Platte. Um sicherzustellen, dass Flüssigkeit nur aus dem Überlauf und nicht aus dem Auslauf fließt, muss die Oberkante des Auslaufs höher sein als der Flüssigkeitsspiegel auf der Platte.

Die Kappe taucht an ihrem unteren Ende in die Flüssigkeit ein. Das Gas gelangt durch die Düse in den Raum unter der Kappe, durchdringt die Flüssigkeitsschicht und tritt in Form von Blasen unter der Kappe aus.

Der Hauptunterschied zwischen den Kappenplattendesigns ist das Kappendesign. Kappen können rund, rechteckig oder tunnelförmig sein. Am unteren Ende der Kappe befindet sich ein dreieckiger, rechteckiger oder trapezförmiger Schlitz mit einer Höhe von 20 bis 30 mm. Der Hauptzweck der Schlitze besteht darin, den einseitigen Gasstrom unter der Haube zu verhindern, wenn sich die Ebene des unteren Endes aufgrund einer Fehlausrichtung während der Installation von der Horizontalen entfernt.

Beim Betrieb der Kolonne müssen die Schlitze in der Packung bis zu einer Tiefe von 10–20 mm unter der Flüssigkeitsoberfläche auf dem Boden vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht sein, um sicherzustellen, dass der Gasstrom verteilt wird und durch die Flüssigkeitsschicht sprudelt .

Die Kappe wird mit einem gewissen Abstand zur Plattenebene montiert.

Die Abmessungen der Dampfdüse und der Kappe sind standardisiert und entsprechend dem Durchmesser der Säule ausgewählt. Die Standarddurchmesser der Düsen hängen vom Durchmesser der Dampfdüse ab und betragen 60, 80, 120 bzw. 150 mm. Eine Platte können eine große Anzahl an Verschlüssen aufweisen, die sogenannten Multi-Cap-Trays.

Einkappenplatten mit einer Kappe mit großem Durchmesser (ca. 2 m) werden beispielsweise beim Arbeiten mit kontaminierten Flüssigkeiten (Sodaindustrie) eingesetzt.

Single-Cap-Platten sind weniger anfällig für Verunreinigungen und haben eine längere Lebensdauer. Ihre Besonderheit besteht darin, dass bei einem plötzlichen Stopp der Gaszufuhr die Flüssigkeit nicht von der Platte abfließt und bei Wiederaufnahme der Gaszufuhr wieder zu arbeiten beginnt. Zuerst wird den Böden Flüssigkeit zugeführt, was zu einer allmählichen Ansammlung von Flüssigkeit auf allen Böden von oben nach unten führt. Dadurch entsteht eine Wasserdichtung in der Überlauftasche. Anschließend wird Gas zugeführt. Zunächst bildet sich eine Blasenschicht auf dem Boden Bodenboden, dann auf den zweiten Boden von unten, und nach und nach beginnt die gesamte Kolonne zu arbeiten.

Dies sind die gebräuchlichsten Platten und werden häufig sowohl bei Destillations- als auch bei Absorptionsprozessen eingesetzt.

Das schematische Diagramm der Kapselplatte ist in Abb. dargestellt. 3.

Reis. 3 – Funktionsschema der Kappenplatte

1 - Teller; 2 - Gasleitungen; 3 - Kappen; 4 - Abflussrohre

Die Platte verfügt über ein positives Gegenentwässerungssystem (Rohr). Gas (Dampf) strömt durch die Gasdüse, wird von der Innenfläche der Kappe reflektiert, kehrt nach unten zurück, dringt durch die Rillen in die Flüssigkeitsschicht ein und zerfällt in zahlreiche Strahlen, die die Flüssigkeit aufschäumen.

Die Höhe der Gasschaumschicht hängt von der Größe der Düse, der Eintauchtiefe, der Dampfgeschwindigkeit, der Dicke der Flüssigkeitsschicht auf der Wanne und den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit ab.

Ventilplatten.

Die Hauptbaugruppe einer Kolonne mit Ventilböden ist ein vertikaler zylindrischer Körper 1, der im Vollschweißverfahren oder im abnehmbaren Verfahren hergestellt wird (Abb. 4). Im Gehäuse sind in gleichen Abständen zueinander Überlaufbleche 4 eingebaut. Der Abstand zwischen den Platten wird in Abhängigkeit von den technischen Parametern des Betriebs und dem Durchmesser der Kolonne bestimmt.

Reis. 4 – Aufbau und Funktionsprinzip einer Kolonne mit Ventilböden

Flüsse: A – Flüssigkeitszufuhr; B – Flüssigkeitsdrainage; B – Zufuhr von Gasgemisch; G – Gasauslass;
a - die Struktur des Hub-Schwenk-Ventils; b, c, d – Ventilposition bei minimaler, durchschnittlicher bzw. maximaler Last;
1 - Säulenkörper; 2 - unten; 3 - Abdeckung; 4 - Ventilplatte; 5 Luke - Loch; 6 - Unterstützung; 7 - Ventilscheibe; 8 - kurzes restriktives Bein; 9 – langes restriktives Bein

Die Ventilplatte ist ein Blech mit Löchern, die jeweils durch eine bewegliche Platte verschlossen sind. Durch ihr Eigengewicht verschließt die Platte die Löcher und verhindert den freien Dampfdurchtritt. Beim Starten dieser Böden wird, wie auch beim Kappenboden, zunächst Flüssigkeit eingebracht, um eine Schicht auf dem Boden zu bilden. Dann wird Dampf zugeführt. Der Dampfstrom erzeugt Druck unter der Schale und der Deckel hebt sich, wodurch ein Kanal entsteht, durch den das Gas entweichen kann. Abhängig von der Belastung wird das Ventil in einer vertikalen Ebene gemischt, wodurch sich die aktive Querschnittsfläche ändert, durch die das Gas strömt, wobei die maximale Querschnittsfläche durch die Höhe der Beine bestimmt wird, die den Hub des Ventils begrenzen. Das Gas dringt in die Flüssigkeitsschicht ein und erzeugt eine Blasenschicht auf der Platte.

Je größer der Gasfluss, desto höher steigt das Ventil. Daher funktionieren diese Tabletts effektiv über einen weiten Bereich von Gaslasten und sind resistent gegen Gaslastschwankungen. Dank ihrer selbstregulierenden Funktion erweisen sie sich auch bei langen Lastintervallen als hocheffizient.

Das Funktionsprinzip der Wanne besteht darin, dass das Ventil, das frei über den Löchern in der Wanne hängt, unter dem Einfluss seines Eigengewichts die Größe des Spalts zwischen dem Ventil und der Oberfläche der Wanne als Reaktion auf Änderungen automatisch anpasst Gasfluss, wodurch die Durchflussrate des in die Blasenschicht eintretenden Gases auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Dies führt zu einer leichten Erhöhung des hydraulischen Widerstands des Ventiltellers. Die Ventilhubhöhe beträgt in der Regel nicht mehr als 8 mm.

Die aktive Querschnittsfläche des Gaslochs beträgt 10-15 % der Querschnittsfläche der Säule. Die Gasströmungsgeschwindigkeit erreicht 1,2 m/s. Das Ventil kann auf der Oberseite (Abb. links) oder unten (Abb. rechts) in Form einer runden oder rechteckigen Platte mit Hubbegrenzer angebracht sein.

Reis. 5 - Ventildesign

Man kann sagen, dass Ventilplatten eine Modifikation von Gitterplatten sind, die für den Betrieb unter stark schwankenden Gaslasten ausgelegt sind.

Der Ventilboden ist eine verbesserte Version des Gitterbodens, von dem man sagen kann, dass er stark schwankende Gaslasten bewältigen kann.

Ballastventilscheiben.

Ballastventilplatten sind eine Art Ventilplatte (Abb. 6, d)

Reis. 6 - Ventiltypen

a, b - mit runden Ventilen; c - mit Plattenventil; g - mit Ballastventil
1 - Ventil; 2 - Halterungsbegrenzer; 3- Ballast

Diese Platten unterscheiden sich von Ventilplatten dadurch, dass ein schweres Ventil zwischen dem leichten Ventil und der Begrenzungshalterung montiert wird und ein weiteres schweres Ventil an einem kurzen Pfosten auf der Platte montiert wird. Bei geringer Gasgeschwindigkeit beginnt das Ventil zu steigen. Bei weiterer Erhöhung der Gasgeschwindigkeit liegt das Ventil am Ballast an und steigt dann mit diesem an.

Die Ballastplatte arbeitet zweistufig. Aufgrund seines geringen Gewichts öffnet das Ventil bei geringen Gaslasten. Bei starker Belastung ruht das Ventil auf dem Ballast und hebt sich mit.

Ballastplatten zeichnen sich durch einen gleichmäßigeren Betrieb und völlige Tropfenfreiheit über den gesamten Gasgeschwindigkeitsbereich aus.

Vorteile von Ventilen und Ballastplatten: relativ hohe Durchflusskapazität und hydrodynamische Stabilität, konstante und hohe Effizienz über einen weiten Bereich von Gaslasten. Dies ist eine Besonderheit im Vergleich zu allen anderen Tellern.

Tests von Ballastplatten haben einen stabilen Betrieb gezeigt, selbst wenn sich die Gaslast um den Faktor 10 ändert.