3.2.8 Тарелки ситчатые
Ситчатая тарелка представляет собой плоский перфорированный лист с переливными устройствами для жидкости. Перфорацию выполняют в виде круглых отверстий диаметром d0=2…8 мм и более и шагом t1=(3…5) d0. Отверстия располагают в вершинах равностороннего треугольника (рисунок 3.30). Свободное сечение тарелки в зависимости от производительности колонны по пару составляет от 2 до 18%. Для слива жидкости и регулирования ее уровня тарелка снабжена переливными устройствами 2 с регулируемой сливной планкой 3 и гидравлическим затвором 4.
1 – полотно тарелки; 2 – переливное устройство; 3 – сливная планка; 4 – гидрозатвор
Рисунок 3.30 – Схема работы ситчатой тарелки
При слишком малой скорости парового (газового) потока его давление не может удержать слой жидкости, соответствующий высоте перелива, и жидкость может просачиваться (или «проваливаться») через отверстия тарелки на нижерасположенную тарелку, что приводит к существенному снижению движущей силы массообменного процесса. Поэтому пар (газ) должен двигаться с определенной скоростью и иметь давление, достаточное для того, чтобы преодолеть давление слоя жидкости на тарелке и предотвратить стекание жидкости через отверстия тарелки.
Для обеспечения равномерной работы тарелки общую высоту невспененного слоя жидкости рекомендуется принимать не менее 50 мм и не более 70 мм. Высота сливной планки в зависимости от расхода жидкости равна 20…40 мм.
Ситчатые тарелки диаметром до 1 м изготовляют со сплошным полотном (тип ТС), тарелки большого диаметра – разборными (тип ТС – Р; ТС – Р2) и двухпоточными (тип ТС – РЦ/РБ) (рисунок 3.31).
Рисунок 3.31– Ситчатая тарелка типа ТС
Отверстия ситчатой тарелки располагаются от корпуса колонны на расстоянии 50 мм, от сливной и переливной планки или переливного порога на расстоянии 75…100 мм (большие значения – для однопоточных тарелок, меньшие – для двухпоточных). В местах расположения опорных балок и ребер жесткости отверстия пропускаются.
К достоинствам ситчатых тарелок относятся простота их устройства, легкость монтажа и ремонта, сравнительно низкое гидравлическое сопротивление, достаточно высокая эффективность. Однако эти тарелки чувствительны к загрязнениям и осадкам, которые забивают их отверстия. Если происходит внезапное прекращение подачи газа или существенное снижение его давления, то с ситчатых тарелок сливается вся жидкость и для возобновления нормальной работы аппарата необходимо вновь запускать колонну.
3.2.8.1 Тарелки ситчатые с отбойными элементами
Полотно тарелки выполняют из просечно-вытяжных листов [4,18,26]. Направление просечки совпадает с направлением движения жидкости. Над полотном тарелки (рисунок 3.32) поперек потока жидкости с шагом 200 мм и углом наклона 60˚ к полотну устанавливают отбойные элементы из просечно-вытяжного листа высотой 150 мм. Отбойные элементы располагают на расстоянии 40 мм от полотна тарелки. Направление просечки отбойных элементов ориентировано так, что газожидкостный поток, попадая на них, отбрасывается вниз к полотну. Отбойные элементы организуют зону контакта фаз, способствуют сепарации жидкости и снижают ее унос.
Рисунок 3.32 – Ситчатая однопоточая тарелка с отбойными элементами
Ситчатые тарелки с отбойными элементами типа ТСО применяются в колонных аппаратах, работающих под давлением и под вакуумом при постоянных нагрузках по пару.
Имеется модификация тарелок из просечно-вытяжных листов с различным направлением просечки у отдельных секций полотна. Это обеспечивает взаимодействие потоков в контактной зоне и благоприятно сказывается на работе тарелки. За рубежом такие тарелки получили название «Перформ».
Ситчатые тарелки с отбойными элементами имеют высокую производительность по пару, низкое гидравлическое сопротивление; их применяют наряду с клапанными тарелками в вакуумных колоннах.