專利名稱：固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于煉油、化工及環(huán)境保護設備中的分離傳質(zhì)技術領域，特別涉及煉油、化工、環(huán)境保護等領域中廣泛使用的精餾塔、吸收塔中的浮閥塔板的結構設計。
背景技術：
隨著石油化工工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展和能源危機的逐漸顯現(xiàn)，合理利用能源、消除現(xiàn)有設備的瓶頸，挖潛增效、降低能耗成為石油化工行業(yè)中提高經(jīng)濟效益的最重要的策略之一。作為數(shù)量最多、應用最廣的精餾塔設備是當前石油化工企業(yè)最重要的挖潛增效的方法，每一個塔設備細微的技術進步都有可能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，因此研究開發(fā)新型的塔設備是挖潛增效最為重要的手段。
作為精餾塔設備之一的塔板應用最為廣泛，約占塔設備的90％以上。目前，已開發(fā)的新型塔板已達到幾十種，歸納起來，塔板可以分為兩類即固定塔板和浮閥塔板。固定塔板包括篩孔塔盤和MVG塔盤，篩孔塔盤如圖1所示，是在一塊鋼板11上開多個孔12；MVG塔盤如圖2所示，是直接在一塊鋼板21上沖壓成一定高度和形狀的多個突起22。浮閥塔板是在鋼板上打孔，并在孔上方安裝一浮閥，浮閥的種類可以是條形浮閥，如圖3所示，或圓形浮閥，如圖4所示，如F1浮閥塔板，Koch-glitsch T型浮閥塔板。這類塔板在某些方面可能表現(xiàn)出了較為優(yōu)越的性能，但在不同程度上也反映出了結構和性能上的某些不足。
現(xiàn)有的固定塔板雖具有結構簡單的優(yōu)點，但在生產(chǎn)中操作彈性小，泄漏大，傳質(zhì)效率低下；浮閥塔板雖然在操作彈性上有了較大的改進，但在長期操作中，閥體易旋轉脫落；塔板上的液面梯度大，使氣體在液體流動方向上分布不均，在塔板入口端易產(chǎn)生液體過量泄漏，在出口端易產(chǎn)生液體過量夾帶，塔板弓形區(qū)返混嚴重，嚴重影響了塔板效率。
要提高塔板上的液相和氣相處理能力，提高傳質(zhì)效率和操作彈性，最重要的是要降低霧沫夾帶、泄漏和塔板壓降，降低塔板上的液體返混程度。這就要求氣液兩相在要盡可能的均勻分散，使汽液兩相多點接觸，減小液體的返混機率。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于綜合固定塔板和浮閥塔板的優(yōu)點，克服缺點，將兩者有機的結合起來，提供一種新型高效、高操作彈性和高機械強度的固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板。
本實用新設計的一種固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板，包括一金屬鋼板，其特征在于，該金屬鋼板上有沖壓成型的多個矩形或梯形凸起固閥，該每個凸起固閥的表面開有矩型或圓形孔，在該開孔上安裝有相應的矩形或圓形微型浮閥。
所述每個凸起固閥的高度可為2-5mm，底邊長度可為50-70mm，寬度可為30-40mm。
該每個固閥和浮閥的表面根據(jù)應用場合的不同還可以開設有導向孔，也可不開孔。
本實用新型設計的固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板的特點為氣流經(jīng)鋼板上沖起的縫隙及凸起結構表面的開孔噴入液層，形成許多小氣泡，改變了固閥和浮閥塔板同一層次上氣液接觸的單一局面，形成了多層次的立體接觸方式，從而有較多的鼓泡點，從而提高傳質(zhì)效率。歸納起來，本實用新型具有以下優(yōu)點(1)本實用新型采用固閥和浮閥相結合的獨特結構，充分利用了塔板及浮閥上方的傳質(zhì)空間，使氣體分散更加細密均勻，氣液接觸更加充分。同時部分氣流經(jīng)固閥孔噴出，減小了閥周邊噴出的氣速，同時也減小了閥間的氣流對沖，從而減小了霧沫夾帶，相應提高了氣體處理量。
(2)固動結合的結構可根據(jù)氣體處理量的不同自動調(diào)節(jié)控制操作狀況，在處理量較小時，浮閥關閉，氣體從固閥孔噴出，此時塔板為固閥塔板，滿足生產(chǎn)低限的需要；隨著處理量的增大，塔板形式逐漸向固動結合的新型浮閥塔板轉變，此時，固閥上方的浮閥逐漸開啟，以滿足大通量要求，從而大幅度提高塔的操作彈性。
(3)本實用新型的固閥部分可為梯形或矩形兩種結構。根據(jù)處理物系兩相負荷的不同，可采用不同的固閥結構，以減小塔板上方的液面梯度，降低塔板局部的霧沫夾帶和泄漏；同時，降低塔板上方存在的滯留區(qū)，提高液體分布的均勻性。
(4)固閥上方的浮閥可以是圓閥和條閥。使其浮閥不能旋轉。這不僅克服了F1浮閥旋轉帶來的浮閥脫落引起的局部泄漏問題，同時，將氣液接觸的方式也進行了優(yōu)化，改變了傳統(tǒng)固閥和浮閥單一的同一平面接觸問題，將接觸空間延伸至立體接觸，提升了傳質(zhì)面積，強化了傳質(zhì)效果。
(5)固動結合的自適應浮閥塔板因在不同層面上開孔(固閥的縫隙和固閥表面的開孔)，使得粘稠易結焦物系很難沉降在閥體表面，同時從凸起固閥的縫隙出來的氣體有一與液流方向的水平分量，加速了粘稠易結焦物系在塔板上的運動速度，減小起停留時間，因而大大減小了結焦的機率。
(6)在鋼板上凸起的矩形或梯形結構強化了塔板的機械強度。
本實用新型與常規(guī)F1浮閥塔板相比，霧沫夾帶和泄漏降低30％-40％左右，處理量可提高30％以上，大大提高了塔板的操作彈性；塔板壓降降低30％-40％以上；實際塔板效率可提高15-20％左右。


圖1為現(xiàn)有的篩孔塔板。
圖2為現(xiàn)有的MVG塔盤。
圖3為現(xiàn)有浮閥塔板的條形浮閥。
圖4為現(xiàn)有浮閥塔板的F1圓形浮閥。
圖5為本實用新型設計的一種固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板實施例的局部結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，詳細介紹本實用新型的內(nèi)容。
本實用新型的固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板實施例的局部(一個固閥和浮閥的組合)結構如圖5所示，圖中，1是鋼板，2是凸起的固閥，3是固閥表面開孔，4是浮閥，5是固閥縫隙。浮閥4安裝在固閥表面開孔3處，浮閥4可以在固閥表面開孔處自由的垂直上下升降，而不能水平移動。凸起的固閥2高度H(即固閥閥縫高度)為2～5mm，長度L為50-70mm，寬度B為30-40mm；固閥閥體表面開孔的尺寸根據(jù)安裝在其上方的浮閥尺寸而定，如本實施例的浮閥選用條形浮閥4，則開設條形孔3，長度一般為30～40mm，寬度一般為20～25mm，也可選用圓形浮閥，其開孔尺寸一般為20mm～25mm。
多個上述固閥和浮閥的組合結構分布在同一整塊鋼扳上，則成為本實用新型的自適應浮閥塔板。
本實用新型在操作時可以根據(jù)生產(chǎn)操作的處理量自動調(diào)節(jié)。當氣體處理量較小時，氣體不足以頂起固閥上方的浮閥，因此浮閥完全處于關閉狀態(tài)，此時本實用新型為固閥狀態(tài)，因而氣體從固閥的兩側閥縫處噴出，因本設計的閥縫高度較小，因而塔板的泄漏量大大低于常規(guī)的篩孔塔板和固閥塔板，因此大大提高了裝置的操作下限；當氣體處理量逐漸增大時，氣體逐漸頂起固閥上方的浮閥，此時浮閥隨著氣量的增大慢慢開起，此時操作狀態(tài)想本實用新型轉變，氣體同時同固閥閥縫和浮閥閥縫處同時噴出，在同樣的氣體和液體處理條件，因固閥閥縫的分流作用，過孔速度降低，因而大大降低了霧沫夾帶的發(fā)生。同時由于本實用新型選用的浮閥較小，其尺寸和重量為常規(guī)浮閥的一半左右，因而大大降低了塔板壓降；同時從固閥閥縫噴出的氣體沿著液體流動方向有一水平分力，可以推動塔板上的滯留區(qū)內(nèi)的液體流動，是塔板上的液體流動均勻，在避免了過量泄漏和霧沫夾帶的同時也提高了傳質(zhì)效率；另外固閥閥縫和浮閥閥縫位于不同的平面，充分利用了塔板的空間和及浮閥上方的傳質(zhì)空間，強化了氣液接觸點，使氣體分散更加細密均勻，氣液接觸更加充分，因而也可大大提高其傳質(zhì)效率。
權利要求1.一種固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板，包括一金屬鋼板，其特征在于，該金屬鋼板上有沖壓成型的多個矩形或梯形凸起固閥，該每個凸起固閥的表面開有矩形或圓形孔，在該開孔上安裝有相應的矩形或圓形微型浮閥。
2.如權利要求1所述的固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板，其特征在于，所述每個凸起固閥的高度可為2-5mm，底邊長度可為50-70mm，寬度可為30-40mm。
3.如權利要求1所述的固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板，其特征在于，該每個固閥和浮閥的表面還可以開設不同形狀的導向孔。
專利摘要本實用新型涉及一種固閥和浮閥相集成的自適應浮閥塔板，屬于煉油、化工及環(huán)境保護設備中的分離傳質(zhì)技術領域。本實用新包括一金屬鋼板，該金屬鋼板上有沖壓成型的多個矩形或梯形凸起固閥，該每個凸起固閥的表面開有矩型或圓形孔，在該開孔上安裝有相應的矩形或圓形微型浮閥。本實用新型與常規(guī)F1浮閥塔板相比，霧沫夾帶和泄漏降低30％－40％左右，處理量可提高30％以上，大大提高了塔板的操作彈性；塔板壓降降低30％－40％以上；實際塔板效率可提高15－20％左右。
文檔編號B01D3/20GK2721188SQ20042008919
公開日2005年8月31日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權日2004年9月3日
發(fā)明者朱慎林, 錢建兵, 亓榮彬 申請人:清華大學