專利名稱：吸阱式塔板溢流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溢流裝置，特別是一種有溢流板式塔的塔板溢流裝置。
有溢流板式塔的板上液層通常是通過(guò)溢流堰自由出流，跌入敞開(kāi)的降液管流至下一層塔板。溢流強(qiáng)度LW(m3/mh)受制于堰上液層所擁有的機(jī)械能，主要是位能即堰上清液層高h(yuǎn)OW，常用的平堰h(yuǎn)OW=2.84LW2/3，一般單溢流塔板的LW不大于60m3/mh，否則hOW過(guò)高，將導(dǎo)致板壓降過(guò)高，阻止液體下流，引起液泛。
為滿足高液相負(fù)荷的生產(chǎn)要求，此前只能以增加溢流裝置的數(shù)量、加大溢流周邊、減小溢流強(qiáng)度的方法來(lái)解決這一問(wèn)題，即所謂的雙溢流和多溢流塔板。此法既使塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜化又使有效的傳質(zhì)區(qū)域縮小，而且還將使塔板效率及處理能力下降。
因此，提高溢流能力、降低堰上清液層高度，從而提高塔板的液相處理能力已成為當(dāng)前生產(chǎn)的迫切要求。
本發(fā)明的目的就是提供一種降低堰上清液層高度，提高溢流強(qiáng)度的塔板溢流裝置。
通常板上推動(dòng)液體出流的位能hOW受到塔板壓降的限制(常壓塔或加壓塔所允許的hOW也只不過(guò)幾十毫米液柱，減壓塔則限制更嚴(yán))，而兩塊塔板間的位差-板間距HT則要大得多(HT/hOW甚至可達(dá)10以上)，如能利用板間距這個(gè)位能差來(lái)拉曳液流，無(wú)疑將使操作所允許的溢流強(qiáng)度得到大幅度地提高，換言之，在同一溢流強(qiáng)度下使堰上清液層高度hOW大幅度下降。要做到這一點(diǎn)，就得把液流封閉在降液管中，與板上的氣相隔絕，形成連續(xù)管流，此管流中的連續(xù)流體相對(duì)于板上氣壓可形成一定的負(fù)壓，利用此負(fù)壓就可以拉曳或抽吸板上液流，使其高速流入管中，從而使堰上清液層高度得以下降，依據(jù)此原理，發(fā)明人提出了如下的結(jié)構(gòu)本發(fā)明包括與塔坂及塔壁相連接的降液管、溢流堰，其降液管位于兩層塔板之間，其特點(diǎn)是所述溢流堰呈彎曲狀，且與降液管平滑連接，兩者共同形成吸阱式溢流裝置。
本發(fā)明所述的降液管的入口淹沒(méi)在板面液層之下，且該降液管與氣相隔絕，形成吸阱；本發(fā)明的特點(diǎn)還在于所述降液管與塔壁的間隙形成一敞口的泡沫澄清管；所述降液管可以為等截面管結(jié)構(gòu)，也可為變截面的縮擴(kuò)管結(jié)構(gòu)；另該降液管可以有雙入口，并在入口交匯處形成截面縮小的喉部；該雙入口降液管的兩降液管相背的間隙間形成共用的泡沫澄清管；所述的降液管截面縮小的喉部還可位于塔板板面的下方，且該降液管的入口為敞開(kāi)式；所述的降液管入口還可為喇叭口，其截面縮小的喉部為一段直徑相同的起乳化作用的乳化段。
吸阱式溢流裝置除可大大提高溢流強(qiáng)度外，由于降液管內(nèi)液體流速加快，降液管截面積比普通降液管要小得多，有利于縮小受液盤(pán)面積，進(jìn)一步提高板面利用率，同時(shí)還可降低濕板壓降，提高泛點(diǎn)，也即提高生產(chǎn)能力。即使對(duì)較小的溢流強(qiáng)度，如溢流強(qiáng)度LW＜60m3/mh的常規(guī)液相負(fù)荷工況，這些效益也是明顯的。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明如下

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，降液管為入口帶彎頭的等截面降液管；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，降液管為雙入口變截面降液管；圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，降液管為入口敞開(kāi)的變截面降液管；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，降液管為入口呈喇叭口的變截面降液管。
如圖1所示，塔板2的溢流通道處安裝固定有降液管1和溢流堰3，該溢流堰呈彎曲狀，且與該降液管平滑連接，該降液管1與塔壁4之間的間隙形成泡沫澄清管5。在應(yīng)用過(guò)程中，降液管1的向下彎曲的入口11淹沒(méi)在液層中，管內(nèi)充滿液體，使該降液管1成為與氣相隔絕的吸阱式降液管。當(dāng)降液管1內(nèi)液體形成封閉連續(xù)流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，埋入液層的彎曲入口11將起虹吸作用，虹吸管造成的入口負(fù)壓將液相迅速吸入，使塔板2上液層下降，溢流堰3上的清液層高度hOW降低，直到降液管的入口11上緣露出液面，此時(shí)降液管1將吸入氣體，使吸液速度下降，塔板上液層上升，當(dāng)其再次淹沒(méi)降液管入口11時(shí)，又將形成負(fù)壓。如此反復(fù)進(jìn)行，堰上清液層高度hOW稍有波動(dòng)，板上液層高度基本保持在降液管入口11的上緣附近。當(dāng)溢流強(qiáng)度LW足夠大時(shí)，降液管內(nèi)液相的封閉連續(xù)流動(dòng)是穩(wěn)定的。在以上操作狀態(tài)下，高速液流難免帶入氣泡，但即使堰上清液層高度hOW較小，降液管入口11不能被完全封住而持續(xù)吸入氣泡的情況下，高速液流的乳化作用所形成的乳化液仍可產(chǎn)生一定的抽吸負(fù)壓，形成乳化液的連續(xù)流動(dòng)，只有當(dāng)hOW很小，連續(xù)流動(dòng)完全被破壞之后，該降液管才轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀ǔㄩ_(kāi)的堰式降液管。當(dāng)泡沫層很高時(shí)，漂浮在上面的泡沫可越過(guò)虹吸管流入降液管1與塔壁4的間隙所形成的泡沫澄清管5，使氣泡得到部分分離。
如圖2所示為雙入口雙吸式吸阱溢流裝置，可用于雙溢流或多溢流，也可用于單溢流，該裝置的降液管1為軸對(duì)稱變截面縮擴(kuò)管結(jié)構(gòu)，在雙入口的交匯處形成截面較小的喉部14。該縮擴(kuò)管結(jié)構(gòu)，有利于增大喉部的負(fù)壓，可用于板間距較小的塔，圖中hW為堰高，大溢流強(qiáng)度時(shí)hW可降至零。
用清液(含有少量氣泡)實(shí)測(cè)的結(jié)果表明
在相同的溢流強(qiáng)度下，采用圖1所示的等截面降液管和圖2所示的變截面降液管，所得到的堰上清液層高度hOW1及hOW2與常規(guī)平堰上清液層高度hOW間的關(guān)系分別為hOW,1=(0.62～0.72)hOWhOW,2=(0.45～0.50)hOW式中hOW=2.84LW2/3mm液柱hOW,1,hOW,2分別為附圖1與附圖2所示溢流裝置測(cè)定的結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)中，板間距HT=300mm，液流強(qiáng)度LW可達(dá)150m3/mh以上。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用本發(fā)明的溢流裝置可以大大降低堰上清液層高度，相對(duì)提高溢流能力達(dá)一倍以上。
對(duì)于物料呈泡沫態(tài)或乳化態(tài)拋入或涌入降液區(qū)的塔板，液流氣含率極高，氣泡的預(yù)分離尤為重要。為此，制作了如附圖3、附圖4所示的兩種構(gòu)型，附圖3所示的降液管1的入口為敞開(kāi)式，并與彎曲的溢流堰3平滑連接，降液管1與塔壁4的間隙形成泡沫澄清管5；圖4所示的降液管1位于塔板2的中部，其入口11為敞開(kāi)的喇叭口，其較長(zhǎng)的等截面的喉部具有乳化氣泡的功能。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，降液管的入口11淹沒(méi)在板面液層之下，管體中充滿液體，形成與氣相隔絕的吸阱式降液管1，且上述兩種降液管的小截面的喉部14的位置均遠(yuǎn)低于塔板2的板面，汽液混合物在進(jìn)入管喉前經(jīng)歷一個(gè)氣泡上浮破裂的澄清過(guò)程，以免將氣相大量帶入降液管。在板間距為400mm的冷模塔實(shí)驗(yàn)中，用這兩種裝置進(jìn)行正常操作時(shí)，實(shí)測(cè)的堰上清液層高度hOW3及hOW4很低，只有20mm左右，低于相同溢流強(qiáng)度下的常規(guī)溢流裝置的堰上清液層高度的一半。
圖3和圖4所示的構(gòu)型是圖1和圖2所示構(gòu)型的一種發(fā)展，其基本構(gòu)件可調(diào)換，組合成多種式樣。
權(quán)利要求
1．一種吸阱式塔板溢流裝置，包括與塔坂及塔壁相連接的降液管、溢流堰，其降液管位于兩層塔板之間，其特征在于該溢流堰呈彎曲狀、且與降液管平滑連接，兩者共同形成吸阱。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于所述降液管入口淹沒(méi)在板面液層之下，且該降液管與氣相隔絕，形成吸阱。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于所述降液管與塔壁的間隙形成一敞口的泡沫澄清管。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于所述降液管為等截面管結(jié)構(gòu)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于所述降液管為變截面的縮擴(kuò)管結(jié)構(gòu)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于所述的降液管有雙入口，并在入口交匯處形成截面縮小的喉部。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于該雙入口降液管的兩降液管相背的間隙間形成共用的泡沫澄清管。
8．根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于所述的降液管截面縮小的喉部位于塔板板面的下方，且入口為敞開(kāi)式。
9．根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸阱式塔板溢流裝置，其特征在于所述的降液管入口為喇叭口，其截面縮小的喉部為一段直徑相同的起乳化作用的乳化段。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在化工領(lǐng)域中使用的溢流裝置,包括降液管以及與降液管平滑連接的斷面彎曲的溢流堰,其降液管位于兩層塔板之間,且入口向下彎曲。在應(yīng)用時(shí),其入口淹沒(méi)在板面液層之下,使該降液管與氣相隔絕,形成連續(xù)流動(dòng)的吸阱式溢流裝置。使用該裝置,可有效降低溢流堰上清液層高度,提高溢流能力,滿足高液相負(fù)荷的生產(chǎn)要求。
文檔編號(hào)B01D3/14GK1325752SQ0011586
公開(kāi)日2001年12月12日 申請(qǐng)日期2000年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月26日
發(fā)明者賴文衡, 華邦嵩 申請(qǐng)人:上?；萆すこ逃邢薰?br>