203050. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyadék és gőz vagy gáz érintkeztetésére különösen desztilláló és/vagy abszorpciós kolonnák tányérjain, valamint szerkezet az eljárás foganatosítására
HU 203050 A A találmány szerinti kettős funkciójú, egyensúlyi működésű 1 tányéron előálló teljes nyomásesés kisebb, mint — egyébként azonos körülmények között — más konstrukciójú tányérokon. Ennek oka éppen a találmány szerinti kettős funkcióban keresendő. Azlgyorsító zónában ugyanis az 1 tányérfelületét csak vékony 5 folyadékréteg borítja, ezért az odavezetett gőz- vagy gázáramban bekövetkező nyomásesés a csak néhány mm vastag 5 folyadékréteg hidrosztatikai nyomásával nagyobb az 1 tányér ún. „száraz” nyomásesésénél. A fentiek szerint az 1 tányérra vezetett gőz- vagy gázáram teljes mennyisége egyenletes eloszlásban apró buborékok alakjába na II kigázosító zónában szabadul ki a folyadékból. AII kigázosító zónában ezért a folyadék nagymértékben aerálva van, így sűrűsége az 1 tányérra vezetett folyadék sűrűségének csak kb. 40%-a. Ennek következtében a II kigázosító zónában a gőzvagy gázáramban fellépő teljes nyomásesést az 1 tányér ún. „száraz" nyomásesésén kívül a nagymértékben aerált folyadékréteg hidrosztatikai nyomása befolyásolja. Az I gyorsító zónában és a II kigázosító zónában együttesen fellépő teljes nyomásesés a fentiek következtében kisebb, mint az olyan—jelenleg ismert és alkalmazott — tányérok nyomásesése, amelyek csak egy funkciót töltenek be, s amelyekben a tányér folyadéka kisebb mértékben van aerálva. Fontos kedvező tulajdonsága a találmány szerinti tányérnak, hogy a folyadék sebességének gyorsítgása és a nagy sebességű folyadéknak a 9 lefolyógát lemezével való ütköztetése révén kialakuló kettős funkció az 1 tányér teljes működési tartományában (pl. a furatokon való átcsorgás megszűnésétől kezdve egészen a tányéron levő folyadék szétporlasztásáig) fennmarad. Ez azt is jelenti, hogy az 1 tányér egyensúlyi működése nem függ a működési tartományon belül a gőz- vagy gázsebesség változtatásától. A 3. ábrán egy (nem ábrázolt) derékszögű négyszög-keresztmetszetű kolonnába építhető, találmány szerinti 1 tányér látható, amely az 1. és 2. ábra szerinti tányértól—az alakján kívül — a folyadékgyorsító elem kialakításában tér el. A 4 folyadékgyorsító elemet ugyanis ebben az esetben egy tömör (tehát nem perforált) lemezből készült 8 csúszda alkotja, amely a 2 ráfolyógát felső élétől indul ki, az A nyíllal jelölt folyadékrávezetési irányba felülről lefelé ß szögben zajlik. A ß célszerűen hegyesszög, értéke —a folyadékáramtól függően általában 1 -60’, előnyösen 5-45’ között van. AzA nyÜ irányából az 1 tányérra érkező és a 2 ráfolyógáton átbukó folyadék a 8 csúszdán — a lejtő irányában áramolva — felgyorsul, és áramlása közben a lejtő aljáig eléri azt a határsebességet, amely meghaladja a gőz- vagy gázbuborékok felhajtóerő hatására bekövetkezhető felszállási sebességét. Az 1 tányéron azután az 1. és 2. ábrákkal kapcsolatban már leírt áramlási viszonyok alakulnak ki és folyamatok játszódnak le, és a tányér szerkezeti kialakítása is azonos, ezért az 1. és 2. ábrával kapcsolatban már ismertetett szerkezetrészeket a már alkalmazott hivatkozási számokkal jelöltük. Amint korábban erre már utaltunk, az 1. és 2. ábrán I hivatkozási betűvel jelölt (és természetesen a 3. ábra szerinti tányéron is kialakuló, de külön fel nem 7 tüntetett) gyorsítózóna hosszúságát—adott konstrukció mellett — a felgyorsított folyadékáram sebessége, valamint a folyadék sebességét csökkentő ellenállások, (a folyadék viszkozitása, a tányér és a kolonnaköpeny érdessége, a tányérlemez síkjából esetenként kiálló érintkeztető elemek stb.) szabják meg. Ezek az ellenállások, valamint a gyorsító zónában bevezetett gőz- vagy gázáramból képződő buborékok „aprítása” és ezeknek átadott impulzus együttesen azt eredményezik, hogy a már egyszer felgyorsított folyadék sebessége ismét a határsebességre, vagy annál kisebb értékre csökken. Ezt megakadályozandó, a tányér aktív felületén a folyadék sebességének növelését esetenként legalább egy alkalommal célszerű megismételni. Ezáltal a gyorsító zóna nagy átmérőjű tányérokon is kialakítható, sót annak hosszúsága esetenként meg is növelhető. A folyadéksebesség valamely közbenső helyen történő gyorsítását az l.ábra szerinti 1 tányéron a 3. ábrával érzékeltetett módon, vagyis egy második, folyadékgyorsító elemekből álló 13 sor beépítésével oldhatjuk meg, amely az első 12 sorral árhuzamos, és attól k távolságra húzódik. Az egyes 3 folyadékgyorsító elemek a 13 sorban is azonosak a 12 sor Uyen elemeivel, de a tányér többi szerkezeti elemét is az 1. és 2. ábrákon már alkalmazott hivatkozási számokkal jelöltük. A12 sor 3 folyadékgyorsító elemei a folyadékot felgyorsítják a megkívánt sebességre, az érintkező felületeken és a folyadékban fellépő súrlódás, valamint a gáz- vagy gőzbevezető elemek nyílásain át felszálló gázzal vagy gőzzel való ütközés miatt a határsebesség alá lelassult folyadékáramot a második 13 sor ferdén felfelé irányuló y tengelyekkel rendelkező 3 folyadékgyorsító elemei —szemei—ismét a határsebességet meghaladó sebességre gyorsítják fel. A folyadékáram ebben az esetben is a lemezből készült 9 lefolyógátnak ütközik, kialakul az I gyorsító zóna és a Ö kigázosító zóna, majd a folyadék a B nyílnak megfelelően távozik az 1 tányérról. Nyilvánvaló, hogy a folyadékgyorsító elemek 12 és 13 sorai közötti k távolságot az ellenállások miatt bekövetkező folyadékáramsebességcsökkenés figyelembe vételével kell megválasztani úgy, hogy a 12 és 13 sorok közötti tartományban a sebesség ne csökkenjen a korábbiakban definiált határérték alá. (A k távolság egyébként azonos vagy közel azonos lehet az 1. és 2. ábrán bejelölt vi hosszúsággal.) Az is magától értetődő, hogy—adott folyadékáram és tányérméretek mellett — több, „n” számú folyadékgyorsító elem-sor is beépíthető a tányérlemezbe. Az 5. ábra szerinti tányér a 3. ábra szerintitől abban tér el, hogy az 1 tányérnak az első, a 2 ráfolyógáthoz csatlakozó 4 folyadékgyorsító elemtől k távolságra egy második, ugyancsak tömör lemezből készült 8 csúszda formájában kialakított 40 folyadékgyorsító eleme van, amelynek rendeltetése ugyancsak a súrlódási és egyéb ellenállásokmiatt lelassult folyadékáramnak közbenső felgyorsítása a határsebesség fölé. A k távolságot ebben az esetben is — értelemszerűen — az ellenállások mértéke függvényében kell megválasztani. Az is nyilvánvaló, hogy több közbenső 8 csúszda is beikta tható, ha erre szükség van. Végül az is kézenfekvő, hogy egyazon tányéron belül a 4. ábra szerinti 12,13sorokésaz5. 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
