В статье приведен краткий обзор по переливным устройствам для тарельчатых массообменных колонн высокой производительности и широким диапазоном устойчивой работы. Дан анализ и описание конструкций переливных устройств наиболее перспективных с точки зрения увеличения удельных нагрузок по жидкости и пару со статическим, динамическим, клапанным и центробежным способами создания гидрозатвора. Отмечено, что, несмотря на многообразие конструкций переливных устройств, обязательными требованиями при их разработке является обеспечение заданной производительности, хорошей сепарации газа и надежности гидрозатвора. В обзоре описаны конструкции, гидрозатвор в которых перенесен в межтарельчатое пространство. Это техническое решение обеспечивает увеличение рабочей площади массообменной тарелки до 14%. Усовершенствование отдельных элементов гидрозатвора позволяет изменить характер потоков жидкости и газа на тарелке и улучшить сепарацию газа, что увеличивает движущую силу массообменного процесса, а следовательно, повышает эффективность массообмена между паровой и жидкой фазами. Несомненным достоинством обзора является включение в описание конструкций переливных устройств, которые имеют не только информационный характер с точки зрения новизны, но и работы, работоспособность которых подтверждена результатами научных исследований, что позволяет рекомендовать эти конструкции для конкретных массообменных тарелок.
The article provides a brief overview of the overflow devices for high-performance mass transfer columns and wide range of stable operation. The analysis and description of the construction of the overflow device the most promising in terms of increasing the specific loads of liquid and vapor with static, dynamic and centrifugal valve ways of creating hydraulic lock. It is noted that, despite the variety of designs overflow devices, mandatory requirements in their design are to provide the specified performance, good separation of gas and hydraulic lock reliability. This review describes the design, in which the hydraulic lock mezhtarelchatoe transferred into space. This solution provides an increase in the working area of the mass transfer plates up to 14%. The improvement of individual elements of the hydraulic seal allows to change the nature of the flow of liquid and gas on the plate and improve the gas separation, which increases the driving force of the mass transfer process, and therefore increases the efficiency of mass transfer between the vapor and liquid phases. The undoubted advantage of the review is the inclusion in the description of the designs of overflow devices that are not only informative in terms of novelty, but also work, the performance of which is confirmed by the results of scientific research, which allows us to recommend these designs for specific mass transfer plates.
1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов. изд. 14-е, стереотип. М.: ООО ИД «Альянс», 2008. 753 с.
2. Вихман А.Г., Берковский М.А., Круглов С.А. Переливные устройства массообменных тарелок массообменных аппаратов: обзорная информация. Уфа: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1976. 35 с.
3. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. М.: Химия, 1978. 280 с.
4. Пат. 2194560 Российская Федерация, МПК B01D 3/20. Переливное устройство барботажной тарелки массообменной колонны / Арнаутов Ю.А., Овчинников П.Ф., Валеева Т.Б., Сковпень М.С.; заявитель и патентообладатель ОАО «Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа». № 2001113549/12; заявл. 16.05.01; опубл. 20.12.02, Бюл. № 35.
5. Пат. 2342181 Российская Федерация, МПК B01D 3/16. Переливное устройство контактной тарелки и контактная тарелка / Разгонин Р.В., Сидягин А.А.; заявитель и патентообладатель ОАО «Научно-исследовательский и проектный институт карбамида и продуктов органического синтеза». № 2007128182/15; заявл. 23.07.07; опубл. 27.12.08, Бюл. № 36.
6. Солодовник Д.В. Совершенствование центробежного массообменного устройства для аппаратов переработки углеводородного сырья: дис. ... канд. техн. наук. Краснодар, 2016. 146 с.
7. Солодовник Д.В., Кунина П.С., Бойко С.И. Обзор современной конструкции центробежного массообменного устройства // Нефтепромысловое дело. 2015. № 8. C. 47–50.
8. Пат. 2233693 Российская Федерация, МПК B01D 3/20. Переливное устройство для контактной тарелки, контактная тарелка и тепломассообменный аппарат / Сидягин А.А., Чирков А.В., Сергеев Ю.А.; заявитель и патентообладатель ОАО «Научно-исследовательский и проектный институт карбамида и продуктов органического синтеза». № 2003126872/15; заявл. 02.09.03; опубл. 10.08.04, Бюл. № 22.
9. Пат. 2158624 Российская Федерация, МПК B01D 3/20. Переливное устройство / Зиберг Г.К., Зиберт Р.Г.; заявитель и патентообладатель дочернее ОАО «Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры» ООО «Газпром». № 99114101/12; заявл. 22.06.99; опубл. 10.11.00, Бюл № 31.
10. Пат. 2372965 Российская Федерация МПК B01D3/20.Способ перелива жидкости по тарелкам колонного аппарата в процессе массообмена между паром и жидкостью / Дмитрук А.П., Черняховский И.Б., Дмитрук П.А.; заявитель и патентообладатель Дмитрук А.П. № 2007135886/15; заявл. 27.09.2007; опубл. 20.11.2009, Бюл. № 32.
11. Пат. 2438748 Российская Федерация, МПК B01D 3/16. Массообменная тарелка / Н.С. Шибитов, Н.В. Шибитова; заявитель и патентообладатель ООО НПФ «ЭкоЦентрИнжиниринг». № 2010111613/05; заявл. 25.03.10; опубл. 27.09.12, Бюл. № 1.
12. П.м. 172835 Российская Федерация, МПК В01D3/16, В01D3/18. Прямоточная массообменная тарелка для процессов разделения газовых и жидких сред / Н.В. Шибитова, Н.С. Шибитов, А.Б. Голованчиков, А.Е. Новиков; ВолгГТУ. 2017, Бюл. № 21.
13. Шибитова Н.В., Шибитов Н.С., Голованчиков А.Б., Полупан И.В. Новая конструкция массообменной тарелки с переливным устройством подвесного типа // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2014. № 10. C. 18-21.
14. Шибитова Н.В., Марченко П.В., Максименков В.Н. Исследование гидродинамики эффективного переливного устройства подвесного типа // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 10–1. C. 176–177.
15. Шибитов Н.С., Шибитова Н.В., Голованчиков А.Б. Моделирование гидродинамических и массообменных процессов и применение современных контактных устройств в колонных аппаратах: монография. Волгоград: ВолгГТУ, 2016. 159 с.