專利名稱：開式溢流堰的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開式溢流堰，主要應(yīng)用于煉油、化工、石油化工和輕工等行業(yè)的各種板式分餾塔、吸收塔和解吸塔。
背景技術(shù)：
用于氣液傳質(zhì)的塔設(shè)備主要有板式塔和填料塔，板式塔又可分為有降液管和無降液管兩類。傳統(tǒng)有降液管塔盤的構(gòu)造如附圖4、5所示，每塊有降液管塔盤主要有塔板、溢流堰和降液管組成。塔盤工作時(shí)，氣體從塔板上開設(shè)的鼓泡元件由下向上通過塔板上的液層，液體從上一層塔板的降液管底部流出后橫向通過塔板，再越過溢流堰，然后進(jìn)入降液管，氣液在塔板上進(jìn)行接觸傳質(zhì)。為了保證一定的氣液相界面，需在塔板上維持一定厚度的液層，常常在塔板液體出口處設(shè)置溢流堰。塔板上清液層的高度由溢流堰高和溢流堰上液層高度決定。溢流堰上液層高度由溢流堰的溢流強(qiáng)度決定，溢流強(qiáng)度越大，溢流堰上液層高度越高。溢流堰上液層過高以及溢流堰距塔壁的距離過小會發(fā)生降液管扼流現(xiàn)象，導(dǎo)致降液管液泛，整個(gè)塔不能正常操作。為了提高液體通量，應(yīng)適當(dāng)增長溢流堰和增大溢流堰距塔壁的距離。對于傳統(tǒng)有降液管塔板，增長溢流堰和增大溢流堰距塔壁的距離，會使塔板的鼓泡面積減少，降低氣體通過塔板的能力。
多溢流降液管塔板和矩形降液管塔板通過增加溢流堰來使塔盤的溢流堰成倍增長，降低溢流堰的溢流強(qiáng)度達(dá)到擴(kuò)大液體通量的目的，但液體在塔板板面上的液流長度縮短，減少了氣液在塔板上的接觸時(shí)間，降低了塔盤的傳質(zhì)效率。專利97107085.7提到一種新型塔盤，將靠塔壁的溢流通道和降液管的橫截面由弓形改變?yōu)樵卵佬?，其?yōu)點(diǎn)為(1)由于采用了月牙形溢流堰，降液通道所占面積縮小，使非傳質(zhì)區(qū)在整塊塔板上所占的面積比傳統(tǒng)的溢流區(qū)面積要小3％以上，甚至達(dá)到20％，使塔板的有效傳質(zhì)面積明顯增加，提高氣體的處理能力；(2)由于月牙形溢流堰和月牙形降液管有一定的弧度，使整個(gè)塔板上的液體都均勻地流動(dòng)，沒有“死區(qū)”，塔板上液體宏觀流動(dòng)狀態(tài)處于較理想的“活塞流”狀態(tài)，有助于提高傳質(zhì)效率。(3)由于月牙形降液管的管尾向塔壁收縮，塔板上沒有受液區(qū)，增加了塔板的有效傳質(zhì)面積。從有效傳質(zhì)面積的增加來分析，在塔徑一定的情況下，這種塔盤的處理氣體的能力比傳統(tǒng)的塔盤高10~25％。理論上還可得到，這種塔盤由于溢流堰長，溢流堰的溢流強(qiáng)度或溢流堰上液層高度低，但溢流堰距塔壁的距離很近，在較小溢流強(qiáng)度或溢流堰上液層高度時(shí)就會發(fā)生降液管扼流現(xiàn)象，引起降液管液泛，從而對于提高液體通量效果不明顯。通過綜合分析，現(xiàn)有技術(shù)塔盤，其溢流堰結(jié)構(gòu)很難達(dá)到既可以提高液體通量，又可以提高氣體通量和傳質(zhì)效率。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有溢流堰降液管容易發(fā)生扼流現(xiàn)象的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種能通過合理分配通過溢流堰各個(gè)部分的液體流量，降低溢流堰上液層高度，來避免降液管發(fā)生扼流現(xiàn)象的開式溢流堰。
為此本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種開式溢流堰，包括有溢流堰板，所述溢流堰板上開設(shè)有溢流孔。
所述溢流堰板上開設(shè)的為一排尺寸相同的等腰梯形溢流孔，所述等腰梯形溢流孔的上底邊在一條連線上并與溢流堰板上邊緣平行。
所述等腰梯形溢流孔的下底長為等腰梯形溢流孔上底長的0.5-1倍。
所述的等腰梯形溢流孔沿溢流堰板縱向中心線左右對稱，溢流堰板縱向中心線左右兩側(cè)的相鄰兩個(gè)等腰梯形溢流孔中心距從溢流堰板縱向中心線向溢流堰板兩端等距離分布，所述的溢流孔間距逐漸減小，相鄰中心距的比為1-1.2。
所述的等腰梯形溢流孔的高為溢流堰高的0.3-0.8倍，等腰梯形溢流孔的上底長為等腰梯形高的0.8-1.5倍。
所述等腰梯形溢流孔的上底邊與溢流堰板上邊緣的距離為開式溢流堰高的0.1-0.3倍。
本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型的溢流堰上開設(shè)有溢流孔，與常規(guī)溢流堰相比，有10％~25％的液體通過等腰梯形溢流孔進(jìn)入降液管，減少了通過溢流堰上的液流強(qiáng)度，從而減小了溢流堰上液層高度，在溢流堰距塔壁或相對溢流堰的距離相同的情況下，推遲降液管扼流現(xiàn)象發(fā)生，提高塔盤的液體通量10％~25％；2、對于弓形降液管塔板，本實(shí)用新型若相鄰等腰梯形溢流孔中心距從溢流堰板縱向中心線向溢流堰板兩端逐漸減小，則溢流堰兩端開設(shè)等腰梯形溢流孔的開孔率較大，而溢流堰中間開設(shè)等腰梯形溢流孔的開孔率較小，可以調(diào)整流量分布，增大通過溢流堰兩端的液體流量，改善或消除塔板弓形區(qū)的液體返混現(xiàn)象，改善塔板上的液體分布，提高塔板傳質(zhì)效率5％~10％；3、對于相鄰兩層塔盤的矩形降液管互相垂直排列的矩形降液管塔盤，由于液體流到溢流堰中部至溢流堰兩端的流程逐漸增長，越過溢流堰的液體在板上的停留時(shí)間從溢流堰中部至溢流堰兩端亦逐漸增長，影響塔板傳質(zhì)效率。由于本實(shí)用新型溢流堰中部至溢流堰兩端溢流堰上開設(shè)的等腰梯形溢流孔的開孔率逐漸增大，流過溢流堰的液體從溢流堰中部至兩端逐漸增大，改善板上液體的時(shí)間停留分布，提高塔板傳質(zhì)效率5％~10％；4、由于本實(shí)用新型的溢流堰上開設(shè)有等腰梯形溢流孔分流液體，溢流堰上液層高度降低，在相同液體通量時(shí)，可以縮短溢流堰長，降低降液通道面積，增大鼓泡面積，提高氣體處理能力和塔盤傳質(zhì)效率；5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，操作性能可靠。


附圖1為本實(shí)用新型弓形降液管的開式溢流堰示意圖附圖2為本實(shí)用新型矩形降液管的開式溢流堰示意圖附圖3為本實(shí)用新型開式溢流堰的等腰梯形溢流孔的結(jié)構(gòu)示意圖附圖4為弓形降液管的已有技術(shù)溢流堰的示意圖附圖5為矩形降液管的已有技術(shù)溢流堰的示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1乙醇-水體系，原塔徑D＝1200mm，采用篩孔塔板1，單溢流弓形降液管2，板間距HT＝500mm，閉式溢流堰高h(yuǎn)w＝50mm，溢流堰長lw＝848mm。采用本實(shí)用新型開式溢流堰后，板間距、篩孔塔板開孔情況、溢流堰長都不變，將閉式溢流堰改為開式溢流堰，開式溢流堰高仍為50mm，在開式溢流堰的堰板上開設(shè)有20個(gè)尺寸相同的等腰梯形溢流孔3，等腰梯形溢流孔的上底邊為20mm、下底邊為10mm、高為20mm，等腰梯形溢流孔的上底邊與溢流堰板4上邊緣的距離為15mm，相鄰兩等腰梯形溢流孔的中心距相等。測定顯示，采用本實(shí)用新型開式溢流堰的塔的處理能力比原塔提高10.8％，塔頂乙醇濃度由原92.8％提高到93.2％。
實(shí)施例2乙醇-水體系，原塔徑D＝1600mm，采用篩孔塔板1，單溢流弓形降液管2，板間距為HT＝500mm，閉式溢流堰高h(yuǎn)w＝50mm，溢流堰長lw＝1170mm。采用本實(shí)用新型開式溢流堰后，板間距、篩孔塔板開孔情況、溢流堰長都不變，將閉式溢流堰改為開式溢流堰，開式溢流堰高仍為50mm，在開式溢流堰的堰板上開設(shè)有22個(gè)尺寸相同的等腰梯形溢流孔3，等腰梯形溢流孔的上底邊為30mm、下底邊為30mm、高為30mm，等腰梯形溢流孔的上底邊與溢流堰板4上邊緣的距離為10mm，相鄰兩等腰梯形溢流孔的中心距相等。測定顯示，采用本實(shí)用新型開式溢流堰的塔的處理能力比原塔提高24.5％，塔頂、塔底乙醇濃度不變。
實(shí)施例3甲醇-水體系，原塔徑D＝800mm，采用篩孔塔板1，單溢流弓形降液管2，板間距為HT＝500mm，閉式溢流堰高h(yuǎn)w＝45mm，溢流堰長lw＝586mm。采用本實(shí)用新型開式溢流堰后，板間距、篩孔塔板開孔情況、溢流堰長都不變，將閉式溢流堰改為開式溢流堰，開式溢流堰高仍為45mm，在開式溢流堰的堰板上開設(shè)有10個(gè)尺寸相同的等腰梯形溢流孔3，等腰梯形溢流孔的上底邊為30mm、下底邊為20mm、高為30mm，等腰梯形溢流孔的上底邊與溢流堰板4上邊緣的距離為10mm，溢流堰板縱向中心線左右兩側(cè)的相鄰兩個(gè)等腰梯形溢流孔中心距從溢流堰板縱向中心線向溢流堰板兩端逐漸減小，其相鄰中心距的比為1.1。測定顯示，采用本實(shí)用新型開式溢流堰的塔的處理能力比原塔提高18.6％，塔頂甲醇濃度由原99.0％提高到99.5％。
權(quán)利要求1.一種開式溢流堰，包括有溢流堰板，其特征在于所述溢流堰板上開設(shè)有溢流孔。
2.如權(quán)利要求1所述的開式溢流堰，其特征在于所述溢流堰板上開設(shè)的為一排尺寸相同的等腰梯形溢流孔，所述等腰梯形溢流孔的上底邊在一條連線上并與溢流堰板上邊緣平行。
3.如權(quán)利要求1所述的開式溢流堰，其特征在于所述等腰梯形溢流孔的下底長為等腰梯形溢流孔上底長的0.5-1倍。
4.如權(quán)利要求2或3所述的開式溢流堰，其特征在于所述的等腰梯形溢流孔沿溢流堰板縱向中心線左右對稱，溢流堰板縱向中心線左右兩側(cè)的相鄰兩個(gè)等腰梯形溢流孔中心距從溢流堰板縱向中心線向溢流堰板兩端等距離分布，所述的溢流孔間距逐漸減小，相鄰中心距的比為1-1.2。
5.如權(quán)利要求4所述的開式溢流堰，其特征在于所述的等腰梯形溢流孔的高為溢流堰高的0.3-0.8倍，等腰梯形溢流孔的上底長為等腰梯形高的0.8-1.5倍。
6.如權(quán)利要求4所述的開式溢流堰，其特征在于所述等腰梯形溢流孔的上底邊與溢流堰板上邊緣的距離為開式溢流堰高的0.1-0.3倍。
7.如權(quán)利要求5所述的開式溢流堰，其特征在于所述等腰梯形溢流孔的上底邊與溢流堰板上邊緣的距離為開式溢流堰高的0.1-0.3倍。
專利摘要一種開式溢流堰，包括有溢流堰板，所述溢流堰板上開設(shè)有溢流孔，所述溢流堰板上開設(shè)的為一排尺寸相同的等腰梯形溢流孔，所述等腰梯形溢流孔的上底邊在一條連線上并與溢流堰板上邊緣平行，所述等腰梯形溢流孔的下底長為等腰梯形溢流孔上底長的0.5－1倍，所述的等腰梯形溢流孔沿溢流堰板縱向中心線左右對稱，溢流堰板縱向中心線左右兩側(cè)的相鄰兩個(gè)等腰梯形溢流孔中心距從溢流堰板縱向中心線向溢流堰板兩端等距離分布，溢流孔間距逐漸減小，相鄰中心距的比為1－1.2。本實(shí)用新型開設(shè)溢流孔，從而推遲降液管扼流現(xiàn)象發(fā)生，提高塔盤的液體通量10％～25％；通過設(shè)定溢流孔分布，改善塔板上的液體分布，提高塔板傳質(zhì)效率5％～10％。
文檔編號B01D3/18GK2669950SQ200320122620
公開日2005年1月12日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月17日
發(fā)明者姚克儉, 王良華 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)