Płyty zaworowe, płyty siatkowe, płyty kołpakowe, płyty balastowe

Podstawowe konstrukcje talerzy

Płyty siatkowe.

Kolumna z płytami siatkowymi (rys. 1) to pionowy walec z poziomymi płytami przymocowanymi do belek nośnych, w którym równomiernie na całej powierzchni wywiercono dużą liczbę otworów o średnicy od 2 do 8 mm. Czasami szablony mogą posiadać różne rozmiary otworów w zależności od rodzaju produktu przetwarzanego na płycie. Dlatego w przypadku rurociągów słabego kwasu azotowego produkowane są urządzenia wieżowe wyposażone w płyty siatkowe z otworami 0,8 mm.

Ryż. 1 - Kolumna z płytami siatkowymi

a - konstrukcja kolumnowa; b - konstrukcja płyty siatkowej Przepływy: A - wlot cieczy; B - wydatek cieczy; B - wlot gazu; G - wylot gazu 1 - obudowa; 2 - dół; 3 - pokrywa; 4 - płyta siatkowa; 5 - ściana przelewowa; 6 - płótno płytowe; 7 - listwa przelewowa; 8 - syfon; 9 - właz - właz; 10 - wsparcie

Gaz przechodzi przez otwory w płycie i rozprowadzany jest w cieczy w postaci małych strumieni i pęcherzyków. Gaz musi poruszać się z określoną prędkością i mieć wystarczające ciśnienie, aby pokonać ciśnienie warstwy cieczy na płycie i zapobiec wypływaniu cieczy przez otwory w płycie.

W normalnych warunkach pracy ciecz nie przepływa przez otwór, ponieważ jest podtrzymywana przez znajdujące się poniżej ciśnienie gazu. Przy małych obciążeniach gazem ciśnienie gazu nie jest w stanie utrzymać na płycie warstwy cieczy odpowiadającej wysokości przelewu. W tym przypadku poziom cieczy ustawia się poniżej otworu przelewowego, a ciecz przepływa przez te same otwory co gaz, czyli płyta pracuje w trybie awaryjnym. Jest to nieoperacyjny tryb pracy dla określonej płyty.

Tace siatkowe służą głównie do destylacji alkoholu i ciekłego powietrza. Jego dopuszczalny ładunek cieczy i gazu (pary) jest niewielki, a tryb pracy jest trudny do regulacji. Przenoszenie masy i ciepła pomiędzy parą a cieczą odbywa się głównie poprzez warstwę pianki i natrysku w pewnej odległości od dna płyty.

Panele ekranowe charakteryzują się prostotą i łatwością montażu, kontroli i konserwacji. Szerokość poszczególnych odcinków paneli pozwala na ich montaż lub demontaż poprzez włazy słupowe. Płyty te charakteryzują się bardzo niskim oporem hydraulicznym. Korytka siatkowe pracują stabilnie w dość szerokim zakresie prędkości gazu, a w pewnym zakresie obciążeń gazowo-cieczowych charakteryzują się dużą wydajnością.

Jednocześnie płyty siatkowe są wrażliwe na zabrudzenia i osady, które zatykają pory płytek. Jeżeli dopływ gazu nagle się zatrzyma, cała ciecz zostanie spuszczona z sieci i konieczne będzie ponowne uruchomienie wieży, aby wznowić pracę.

Płyty siatkowe należy instalować ściśle poziomo, aby para przechodziła przez wszystkie otwory w siatce i żadna ciecz nie przechodziła przez nie.

Talerze Kovpachki.

Głównym elementem słupa z płytami czołowymi jest cylinder pionowy 1, który jest w całości spawany lub montowany w wydzielonych strefach (dyszelach) (rys. 2). W tym przypadku w pewnej odległości od siebie instaluje się tace przelewowe multicap 4. Odległość pomiędzy tacami zależy od parametrów procesu pracy i średnicy kolumny.

Ryż. 2 - Kolumna z płytami czołowymi

a - konstrukcja kolumnowa; b - konstrukcja pokrywy z przelewami segmentowymi;
Przepływy: A - dostawa mieszaniny początkowej; B - wylot pary; B - zasilanie płynem;
G - drenaż cieczy dennej; D - dopływ pary z parownika;
1 - korpus kolumny; 2 - dół; 3 - pokrywa; 4 - pokrywa z przelewami segmentowymi;
5 - właz - właz; 6 - wsparcie; 7 - płótno płytowe; 8 - kieszeń odbiorcza; 9 - listwa przelewowa;
10 - wieczko kapsułki; 11 - rura parowa; 12 - listwa spustowa; 13 - arkusz spustowy

Płytki czołowe to płótno z dyszą zamkniętą od góry pokrywką. Ciecz przepływa z tacy na tacę poprzez przelew, a poziom na tacy ustala się przy górnej krawędzi tuż nad progiem odpływu. Dno urządzenia przelewowego znajduje się poniżej poziomu cieczy, tworząc zawór hydrauliczny, który zapobiega przedostawaniu się gazu przez otwór przelewowy (Rysunek 2).

Ciecz przelana z górnej płyty na dolną przemieszcza się poziomo wzdłuż płyty. Aby ciecz wypływała tylko z przelewu, a nie z odpływu, górna krawędź odpływu musi znajdować się wyżej niż poziom cieczy na talerzu.

Nakrętka zanurzona jest w płynie w dolnej części. Gaz wchodzi do przestrzeni pod korkiem przez dyszę, przechodzi przez warstwę cieczy i wychodzi w postaci pęcherzyków spod korka.

Główną różnicą między konstrukcjami pokrywek jest konstrukcja pokrywy. Zakrętki mogą być okrągłe, prostokątne lub w kształcie tunelu. Na dolnym końcu kołpaka znajduje się trójkątna, prostokątna lub trapezowa szczelina o wysokości 20-30 mm. Głównym celem szczelin jest wyeliminowanie jednokierunkowego przepływu gazu spod maski, jeśli płaszczyzna dolnego końca odsunie się od poziomu z powodu niewspółosiowości podczas montażu.

Podczas pracy kolumny szczeliny w uszczelnieniu muszą być całkowicie zanurzone w cieczy na głębokość 10-20 mm poniżej powierzchni cieczy na tacy, co zapewnia rozproszenie przepływu gazu i powstawanie pęcherzyków przez warstwę cieczy .

Nasadkę montuje się z pewną szczeliną w stosunku do płaszczyzny płyty.

Wymiary dyszy parowej i kołpaka są znormalizowane i dobierane w zależności od średnicy kolumny. Standardowe średnice dysz zależą od średnicy dyszy parowej i wynoszą odpowiednio 60, 80, 120 i 150 mm. mogą mieć dużą liczbę zakrętek, tzw. tacki multi-cap.

Płytki jednonasadkowe z jedną nasadką o dużej średnicy (około 2 m) stosuje się np. przy pracy z cieczami zanieczyszczonymi (przemysł sodowy).

Płytki z pojedynczą nakrętką są mniej podatne na zanieczyszczenia i mają dłuższą żywotność. Ich cechą szczególną jest to, że jeśli dopływ gazu nagle się zatrzyma, ciecz nie spłynie z płyty i zacznie działać ponownie po wznowieniu dopływu gazu. W pierwszej kolejności na tace dostarczany jest płyn, co powoduje stopniowe gromadzenie się płynu na wszystkich tacach od góry do dołu. Tworzy to uszczelnienie wodne w kieszeni przelewowej. Następnie doprowadzany jest gaz. Najpierw na powierzchni pojawia się warstwa pęcherzyków. taca dolna, potem na drugą tacę od dołu i stopniowo zaczyna pracować cała kolumna.

Są to najpopularniejsze płyty i są szeroko stosowane zarówno w procesach destylacji, jak i absorpcji.

Schemat ideowy płyty kapsuły pokazano na ryc. 3.

Ryż. 3 - Schemat działania pokrywy czołowej

1 - talerz; 2 - rury gazowe; 3 - czapki; 4 - rury spustowe

Płyta ma dodatni przeciwny system drenażowy (rurkę). Gaz (para) przepływa przez dyszę gazową, odbija się od wewnętrznej powierzchni korka, wraca w dół, przedostaje się do warstwy cieczy przez rowki i rozbija się na liczne strumienie, które spieniają ciecz.

Wysokość warstwy spieniającej gaz zależy od wielkości dyszy, głębokości zanurzenia, prędkości pary, grubości warstwy cieczy na tacy oraz właściwości fizycznych cieczy.

Płyty zaworowe.

Główną jednostką montażową kolumny z grzybkami zaworowymi jest pionowy korpus cylindryczny 1, wykonany metodą całkowicie spawaną lub rozłączną (rys. 4). Płyty przelewowe 4 są zamontowane w obudowie w równych odstępach od siebie. Odległość między płytami określa się w zależności od parametrów technicznych operacji i średnicy kolumny.

Ryż. 4 - Budowa i zasada działania kolumny z półkami zaworowymi

Przepływy: A - dopływ cieczy; B - drenaż płynu; B - dostawa mieszanki gazowej; G - wylot gazu;
a - konstrukcja zaworu podnosząco-obrotowego; b, c, d - położenie zaworu odpowiednio przy obciążeniu minimalnym, średnim i maksymalnym;
1 - korpus kolumny; 2 - dół; 3 - pokrywa; 4 - płyta zaworowa; 5 włazów - otwór; 6 - wsparcie; 7 - tarcza zaworu; 8 - krótka ograniczająca noga; 9 - długa, ograniczająca nogawka

Płyta zaworowa to arkusz z otworami, z których każdy jest zamknięty ruchomą płytą. Płyta pod własnym ciężarem zamyka otwory i uniemożliwia swobodny przepływ pary. Podczas uruchamiania tych tac, podobnie jak w przypadku tacki z nakrętkami, najpierw wprowadza się płyn, aby utworzyć warstwę na tacy. Następnie dostarczana jest para. Przepływ pary wytwarza ciśnienie pod tacą, a zakrętka podnosi się, tworząc kanał dla ucieczki gazu. W zależności od obciążenia zawór miesza się w płaszczyźnie pionowej, zmieniając czynne pole przekroju poprzecznego, przez które przepływa gaz, przy czym maksymalne pole przekroju poprzecznego wyznacza wysokość nóżek ograniczających podnoszenie zaworu. Gaz przenika przez warstwę cieczy, tworząc na płycie warstwę pęcherzyków.

Im większy przepływ gazu, tym wyżej zawór się podnosi. Dlatego korytka te działają skutecznie w szerokim zakresie obciążeń gazowych i są odporne na wahania obciążenia gazem. Dzięki funkcji samoregulacji okazały się również bardzo wydajne nawet przy długich odstępach czasu między obciążeniami.

Zasada działania korytka polega na tym, że zawór zawieszony swobodnie nad otworami w korytku, pod wpływem własnego ciężaru, automatycznie dostosowuje wielkość szczeliny pomiędzy zaworem a powierzchnią korytka w odpowiedzi na zmiany przepływ gazu, utrzymując na stałym poziomie natężenie przepływu gazu wchodzącego do warstwy pęcherzykowej. Prowadzi to do nieznacznego wzrostu oporu hydraulicznego tarczy zaworu. Wysokość skoku zaworu zwykle nie przekracza 8 mm.

Aktywne pole przekroju otworu gazowego wynosi 10-15% pola przekroju poprzecznego kolumny. Prędkość przepływu gazu osiąga 1,2 m/s. Zawór może być umieszczony na górze (rys. po lewej) lub na dole (rys. po prawej) w postaci okrągłej lub prostokątnej płyty z ogranicznikiem skoku.

Ryż. 5 - Konstrukcja zaworu

Można powiedzieć, że płytki zaworowe są modyfikacją płytek siatkowych, przystosowaną do pracy przy bardzo zmiennych obciążeniach gazowych.

Taca zaworowa jest ulepszoną wersją tacy siatkowej, o której można powiedzieć, że jest w stanie wytrzymać bardzo zmienne obciążenia gazem.

Tarcze zaworów balastowych.

Płyty zaworów balastowych są rodzajem płyt zaworowych (ryc. 6, d)

Ryż. 6 - Rodzaje zaworów

a, b - z okrągłymi zaworami; c - z zaworem płytowym; g - z zaworem balastowym
1 - zawór; 2 - ogranicznik wspornika; 3- balast

Płyty te różnią się od płyt zaworowych tym, że pomiędzy zaworem lekkim a wspornikiem ograniczającym montowany jest ciężki zawór, a drugi ciężki zawór montowany jest na krótkim słupku na płycie. Zawór zaczyna się podnosić przy niskiej prędkości gazu. Wraz z dalszym wzrostem prędkości gazu zawór opiera się o balast, a następnie podnosi się wraz z nim.

Płyta balastowa działa dwustopniowo. Ze względu na niewielką masę zawór otwiera się przy niskim obciążeniu gazem. Przy dużych obciążeniach zawór opiera się o balast i unosi się wraz z nim.

Płyty balastowe charakteryzują się bardziej równomierną pracą i całkowitym brakiem spadków w całym zakresie prędkości gazu.

Zalety zaworów i płyt balastowych: stosunkowo duża przepustowość i stabilność hydrodynamiczna, stała i wysoka sprawność w szerokim zakresie obciążeń gazowych. Jest to cecha wyróżniająca na tle wszystkich innych płyt.

Testy płyt balastowych wykazały stabilną pracę nawet przy 10-krotnych zmianach obciążenia gazem.