專利名稱：中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，屬于化工精餾、吸收、解吸等操作過程用于傳質(zhì)、傳熱的塔器內(nèi)件結(jié)構(gòu)技術(shù)。
背景技術(shù)：
汽液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。由于板式塔結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于放大而且在設(shè)計與操作方面已具備了比較成熟的經(jīng)驗，因此在當(dāng)前工業(yè)上的大型設(shè)備仍以板式塔為主。傳統(tǒng)塔板一般形式為在塔板兩端分別設(shè)置受液盤和降液管作為液相的進出通道；氣相由塔板上呈一定分布形式的氣相通道(篩孔、泡罩、浮閥、噴射孔)進入與液相接觸發(fā)生傳質(zhì)作用。
傳統(tǒng)塔板的結(jié)構(gòu)使得第一、降液管占塔板面積較大，從而使有效區(qū)面積減小，導(dǎo)致塔板傳質(zhì)不能顯著提高；第二、傳統(tǒng)塔板塔壁的非開孔環(huán)形區(qū)無傳質(zhì)貢獻，從而使有效區(qū)面積減小，導(dǎo)致塔板傳質(zhì)效率降低；第三、傳統(tǒng)塔板液面落差大，氣液流動分布不均勻而導(dǎo)致塔板傳質(zhì)效率降低；第四、傳統(tǒng)塔板板空間利用率低，從而使塔板傳質(zhì)效率不能提高。

發(fā)明內(nèi)容
第一，為了克服傳統(tǒng)塔板降液管占塔板面積較大，從而使有效區(qū)面積減小導(dǎo)致塔板傳質(zhì)效率低的缺點；第二，為了克服傳統(tǒng)塔板塔壁的非開孔環(huán)形區(qū)無傳質(zhì)貢獻而使有效區(qū)面積減小導(dǎo)致塔板傳質(zhì)效率低的缺點；第三，為了克服傳統(tǒng)塔板液面落差大，氣液流動分布不均勻而導(dǎo)致塔板傳質(zhì)效率低的缺點；第四，為了克服傳統(tǒng)塔板板空間利用率低的缺點；本發(fā)明目的在于提供一種中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，該塔盤利用塔壁的非開孔環(huán)形區(qū)作為受液環(huán)，在塔板中心配置有圓形旋流式降液管，實現(xiàn)了塔板有效區(qū)面積最大化；提高了塔板空間利用率；降低了塔板的液面落差，使氣液流動分布更加均勻；從而實現(xiàn)提高塔板傳質(zhì)效率的目標(biāo)。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，一種設(shè)置在塔體內(nèi)的中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，其特征在于，該塔盤包括一塊篩孔或浮閥塔板，塔板的中央設(shè)置一個旋流式降液管，沿塔板上塔壁周邊設(shè)置一圈擋液堰，在塔板上面設(shè)置一個中央為平頂盲板的錐體布液器。
上述的旋流式降液管由內(nèi)外兩個直徑不同的圓管構(gòu)成，在兩個圓管間隙之間設(shè)置旋流導(dǎo)流葉片。其中內(nèi)管端口高于外管50～300mm，外管上端口為平口或者開有鋸齒，外管上端口高出塔板20～70mm；導(dǎo)流葉片形狀為條形、扇形或三角形，每片旋流導(dǎo)流葉片與水平夾角為10-80度，每片旋流導(dǎo)流葉片長度為50-300mm；導(dǎo)流葉片為1-3層，每層間距為50-400mm，相鄰兩層旋流導(dǎo)流葉片旋轉(zhuǎn)角方向一致；內(nèi)管壁上于旋流導(dǎo)流葉片下方設(shè)置長方形舌形開孔，舌片向下伸出，且與軸向夾角為10-90度。
上述的中央為平頂盲板的錐體布液器，其水平投影直徑比塔內(nèi)徑小50～300mm；其中心區(qū)域為帶有鋸齒形溢流堰的圓形水平盲板，作為受液盤，接受來自上層塔板旋流式降液管的液體，圓形水平盲板直徑大小是上層塔板降液管外管直徑的1～2倍，盲板與降液管外管下端口的垂直距離為20～100mm；鋸齒形溢流堰高度為20～100mm，齒型為三角形或梯形；錐體布液器與水平夾角為10～60度，開孔率為20～60％；錐體布液器開孔形式為圓形孔，孔直徑大小為10～50mm，圓孔布置方式為正三角；在其外沿下端設(shè)置一段高度為50～400mm、直徑與中央為平頂盲板的錐體布液器水平投影直徑相同的圓筒，圓筒下端與下層塔板的間距為20～80mm。
上述的擋液堰，垂直高度為20～90mm，上端面為平型或鋸齒型，由塔壁和擋液堰組成的圓環(huán)區(qū)域作為受液環(huán)，受液環(huán)徑向?qū)挾葹?0～160mm。
本發(fā)明優(yōu)點在于1、充分利用塔壁周圍環(huán)形區(qū)作為受液盤，增大了有效區(qū)面積，從而提高了塔板效率；2、中央為平頂盲板的錐體布液器的引入，提高了塔板空間利用率，從而提高了塔板效率；3、這種液體流動分布形式降低了塔板液面落差，提高了氣液流動均勻性，從而提高了塔板效率。4、采用旋流式降液管，使得液體在旋流導(dǎo)流葉片的引導(dǎo)下做旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生的離心力加速氣體與液體的分離，分離后的氣體通過內(nèi)管壁上的氣體孔進入內(nèi)管上升，而液體從內(nèi)外管間環(huán)隙旋轉(zhuǎn)流入到下層塔板上的受液盤。這種降液管大大提高了除氣能力，避免了氣體的二次夾帶，從而可以減小降液管占有塔板面積，增大塔板有效區(qū)面積，提高塔板通量、效率。


圖1為本發(fā)明塔板結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1-塔體，2-篩孔或浮閥塔板，3-旋流式降液管，4-擋液堰，5-中央為平頂盲板的錐體布液器。
圖2為旋流式降液管結(jié)構(gòu)示意圖，圖中3-1-圓形旋流式降液管外管，3-2-旋流導(dǎo)流葉片，3-3-圓形旋流式降液管內(nèi)管。
圖3為中央為平頂盲板的錐體布液器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中5-1-圓形水平盲板的鋸齒形溢流堰，5-2-錐體布液器的錐面，5-3-錐體布液器的筒體。
具體實施例方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明加以進一步說明現(xiàn)以塔直徑為2000mm、板間距550mm的浮閥塔板、使用本發(fā)明塔盤來改造舊浮閥塔板為實施例，對本發(fā)明加以詳細說明中央為平頂盲板的錐體布液器的中心盲板直徑為400mm，它與上層塔盤上降液管下端的間距為50mm；鋸齒型溢流堰的高度為30mm，齒深高度10mm，齒形為正三角形；錐體布液器的錐面與水平夾角為20度，中央平頂盲板的錐體布液器的水平投影直徑為1840mm，錐體布液器上開有直徑20mm的圓孔，成正三角形布置，開孔率為40％；中央為平頂盲板的錐體布液器的圓筒直徑為1840mm，高度為60mm，圓筒下端距塔板50mm；塔板的擋液堰直徑為1800mm，出口堰高度為60mm；塔板的有效區(qū)為正三角形式布置的F-1浮閥，開孔率為12.5％；在塔板上中央設(shè)置旋流式降液管，該降液管的外管直徑為400mm，外管上端口為平口，外管上端口高出塔板70mm；內(nèi)管直徑為150mm，內(nèi)、外管高分別為270mm、200mm；內(nèi)管上端口設(shè)置高出外管上端口70mm，在內(nèi)管壁上沿軸向均勻設(shè)置有3排寬50mm、高60mm的長方形孔8個，共有氣孔24個，舌片和軸向間夾角為60度；沿徑向扇形旋流導(dǎo)流葉片長度為250mm，在內(nèi)外管間設(shè)一層旋流導(dǎo)流葉片，均勻布置9個扇形葉片，葉片傾角(與水平方向)為20度，旋流導(dǎo)流葉片軸向高度為50mm，通過把旋流導(dǎo)流葉片焊接在內(nèi)外管間固定內(nèi)外管的相對位置。采用上述結(jié)構(gòu)塔盤的精餾塔、精餾分離丙烷一丙烯物系，塔板效率提高了15％以上。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)置在塔體內(nèi)的中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，其特征在于，該塔盤包括一塊篩孔或浮閥塔板，塔板的中央設(shè)置一個旋流式降液管，沿塔板上塔壁周邊設(shè)置一圈擋液堰，在塔板上面設(shè)置一個中央為平頂盲板的錐體布液器。
2.按權(quán)利要求1所述的中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，其特征在于，旋流式降液管由內(nèi)外兩個直徑不同的圓管構(gòu)成，在兩個圓管間隙之間設(shè)置旋流導(dǎo)流葉片；其中內(nèi)管端口高于外管50～300mm，外管上端口為平口或者開有鋸齒，外管上端口高出塔板20～70mm；導(dǎo)流葉片形狀為條形、扇形或三角形，每片旋流導(dǎo)流葉片與水平夾角為10-80度，每片旋流導(dǎo)流葉片長度為50-300mm；導(dǎo)流葉片為1-3層，每層間距為50-400mm，相鄰兩層旋流導(dǎo)流葉片旋轉(zhuǎn)角方向一致；內(nèi)管壁上于旋流導(dǎo)流葉片下方設(shè)置長方形舌形開孔，舌片向下伸出，且與軸向夾角為10-90度。
3.按權(quán)利要求1所述的中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，其特征在于，中央為平頂盲板的錐體布液器，其水平投影直徑比塔內(nèi)徑小50～300mm；其中心區(qū)域為帶有鋸齒形溢流堰的圓形水平盲板，作為受液盤，接受來自上層塔板旋流式降液管的液體，圓形水平盲板直徑大小是上層塔板降液管外管直徑的1～2倍，盲板與降液管外管下端口的垂直距離為20～100mm；鋸齒形溢流堰高度為20～100mm，齒型為三角形或梯形；錐體布液器與水平夾角為10～60度，開孔率為20～60％；錐體布液器開孔形式為圓形孔，孔直徑大小為10～50mm，圓孔布置方式為正三角；在其外沿下端設(shè)置一段高度為50～400mm、直徑與中央為平頂盲板的錐體布液器水平投影直徑相同的圓筒，圓筒下端與下層塔板的間距為20～80mm。
4.按權(quán)利要求1所述的中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，其特征在于，擋液堰垂直高度為20～90mm，上端面為平型或鋸齒型，由塔壁和擋液堰組成的圓環(huán)區(qū)域作為受液環(huán)，受液環(huán)徑向?qū)挾葹?0～160mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中央降液管錐體布液式高效傳質(zhì)塔盤，屬于傳質(zhì)、傳熱的塔器內(nèi)件結(jié)構(gòu)技術(shù)。該塔盤包括一塊篩孔或浮閥塔板，塔板的中央設(shè)置一個旋流式降液管，沿塔板上塔壁周邊設(shè)置一圈擋液堰，在塔板上面設(shè)置一個中央為平頂盲板的錐體布液器。本發(fā)明優(yōu)點在于充分利用塔壁周圍環(huán)形區(qū)作為受液盤；中央為平頂盲板的錐體布液器的引入，提高了塔板空間利用率；這種液體流動分布形式降低了塔板液面落差，提高了氣液流動均勻性；采用旋流式降液管，使得液體在旋流導(dǎo)流葉片的引導(dǎo)下做旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生的離心力加速氣體與液體的分離，大大提高了降液管除氣能力，從而可以減小降液管占有塔板面積，增大塔板有效區(qū)面積，提高塔板通量、效率。
文檔編號B01D3/18GK1695768SQ200510013699
公開日2005年11月16日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者劉春江, 劉國標(biāo), 袁希鋼, 曾愛武 申請人:天津大學(xué)