多碟式液體分布器的制造方法
【專利摘要】多碟式液體分布器用于填料塔中的液體分布，由進液總管、進液支管、分液管、限流孔板、分液碟、落液管組成。落液管插在分液碟中，分液碟掛在分液管上，分液管中安裝了限流孔板，分液管與進液總管或進液支管連接，進液支管與進液總管連接。分液碟為帶底的圓形結(jié)構(gòu)，每個分液碟內(nèi)的落液管數(shù)量在9至38根之間，落液管布置在1至4個同心圓周上。分液碟的數(shù)量由塔徑和分液點密度決定，每個分液碟對應著一根分液管，液體從分液管流出后徑向流向各落液管。每根落液管的上部側(cè)面都開有溢流槽，落液管從分液碟內(nèi)穿出延伸到填料內(nèi)各自的分液點。具有分液點多、分液均勻、重量輕、安裝維修方便等優(yōu)點。
【專利說明】多碟式液體分布器

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及化工生產(chǎn)中氣液傳質(zhì)設(shè)備中的液體分布的技術(shù)范疇，尤其是涉及填料塔中的液體分布器元件。

【背景技術(shù)】
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[0002]連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)塔器以填料塔為主。液體從塔頂進入，由液體分布器將液體分布到整個填料塔塔截面。液體從液體分布截面開始在填料表面形成液膜并沿填料間的空隙向下流動，氣體則在填料空隙間向上流動。液膜在流動中不斷更新，氣液傳質(zhì)主要發(fā)生在液膜表面。
[0003]液體在填料塔的均勻分布，可以增強填料的傳質(zhì)性能、增加填料液膜厚度的均勻性、提高填料塔的傳質(zhì)效果。液體初始分布的均勻性對塔的傳質(zhì)效果的影響非常重要。盡管填料對液體也有再分布作用，但這需要增加一定的填料高度。如果液體初始分布的均勻性不好甚至很差，會使液體在填料層中產(chǎn)生溝流、壁流甚至局部液泛、或者產(chǎn)生局部干填料區(qū)，從而降低甚至破壞填料塔的傳質(zhì)性能。
[0004]液體分布均勻性以單位塔截面上的分布點數(shù)目、分布點的均勻性和整個塔截面各分布點流量的均勻性來衡量。從分液落點的動能特性看，可以分為噴淋式和溢流式兩大類。
[0005]噴淋式，俗稱為管式，分為上噴和下噴兩種，有蓮蓬式、管式(環(huán)管式、直管式)等。液體直接從各分布小孔中噴出來，常由小孔直徑?jīng)Q定分布點流量，通過開孔角度和孔速達到分布的均勻性?？姿俑?，分布的均勻性相對稍好。但是孔速高，小孔直徑就小，很容易被堵塞；孔速高，流體動能大，噴出的液流產(chǎn)生的霧沫粒徑就小，被上升氣流夾帶出去的就多。
[0006]溢流式，俗稱為槽式，是將液體首先分到幾個大槽中，槽中插有多個落液管，落液管從槽內(nèi)延伸到槽外至填料分布截面的分液點；或者在槽側(cè)面掛著、焊著多個落液管，落液管從槽壁延伸到填料分布截面的分液點。液體從落液管側(cè)面的開槽或者頂部通過液位溢流入落液管，槽中液面的水平度決定分布的均勻性。隨著塔徑加大、分液槽的長度增加，槽中液體的波大浪高，液體分布的均勻性就差。隨著塔徑加大、分液槽的操作負荷增加，分液槽的繞度增大、剛性降低，實際運行時落液管水平度相差大，都造成了液體分布系統(tǒng)性地不均勻，特別對噴淋密度小的填料塔更是如此。溢流式液體分布器的體積大、質(zhì)量重，安裝維修困難，且隨著塔徑增大而越加困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0007]本實用新型的目的在于解決已有液體分布器分布均勻性差、管式分布器霧沫多以及槽式分布器安裝維修困難等問題，達到分液均勻、重量輕、安裝維修方便等目的。
[0008]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0009]多碟式液體分布器由進液總管、進液支管、分液管、限流孔板、分液碟、落液管組成。落液管插在分液碟中，分液碟懸掛在分液管上，分液管中安裝了限流孔板，分液管與進液總管或進液支管連接，進液支管與進液總管連接。
[0010]在填料塔填料表面的斷截面上部，均勻分布著多個平底直筒圓形分液碟，分液碟的數(shù)量由塔徑和分液點密度決定。每個分液碟內(nèi)的落液管數(shù)量在9至38根之間，落液管布置在I至4個同心圓周上，落液管從碟底延伸到碟外然后直接垂直向下至分液面或者彎曲延伸到落液點，落液管上部開有溢流槽，液體通過溢流槽溢流入落液管從而到達填料表面。每個分液碟對應著一根分液管，液體從位于分液碟中心的分液管流出后徑向流向各落液管。在進液總管上連接數(shù)根進液支管，所有分液管都連接在進液支管或進液總管上，每根分液管中間都有一個限流孔板來控制其進入該分液碟的液體流量。分液管下部有幾個支撐爪用以懸掛分液碟。
[0011]通過液體在限流孔板前后的阻力降來平衡液體在限流孔中的流速，并由限流孔板的孔徑來控制進各分液碟的流量。由于同一液體分布器中絕大多數(shù)分液碟都是標準型的、碟中落液管的數(shù)量都是相同的，因此選用孔徑相同的標準型限流孔板。只有在塔截面的四周會有少數(shù)分液碟中落液管的數(shù)量與標準型的不同，這時仍可選用標準孔徑的標準型限流孔板或者不同孔徑的限流孔板，以控制這些分液碟中落液管的流量與標準分液碟中落液管的流量相同或者相異，因為填料塔的壁流效應往往要求塔壁處有稍多的噴淋密度。
[0012]控制通過限流孔板的流速是進液總管流速的4倍左右，取決于對落液管流量均勻性的要求以及對正常流量與最大及最小流量的差異率。由于不同孔徑的限流孔板的流量與進液總管流量的變化率不是線性關(guān)系，可以據(jù)此人為地控制某個總流量下靠近塔壁的噴淋山/又ο
[0013]多碟式液體分布器具有分液點多、分液均勻、重量輕、安裝維修方便等優(yōu)點。
[0014]多碟式液體分布器的分液點布置，可以是正方形排列、可以是等邊三角形排列、也可以是等腰三角形排列，正方形排列可使每個分液碟中有4根直的分液管，等邊三角形排列可使每個分液碟中有3根直的分液管。單位面積上的分液點數(shù)量不受限制，可按實際需要任意選取，很容易使分液點密度超過50點/m2。
[0015]液體在分液碟中是徑向流動，其流動速度比在分液槽中的縱向速度低一至兩個數(shù)量級，且隨著流動方向迅速減小。流動速度低、流動路線短，液體波涌的峰值就小，碟中液體流動的波動性小，因此需要的平衡液位就低。
[0016]多碟式液體分布器使用的材料重量省、可用的材料種類多。多碟式布置，既縮短了落液管的水平延伸長度，又降低了落液管的垂直高度，使落液管的總長度減少很多。碟的總材料重量也比槽的總材料重量小，盡管進液支管和分液管需要的材料量增加，總的材料用量還是減少的。另外，由于分液碟的直徑小、容積少、持液量輕，可以采用材料種類就多。分液碟、落液管與進液總管、進液支管、分液管間既可采用相同的材料、更適合采用不同的材料。
[0017]多碟式液體分布器操作重量輕:分液碟總的持液量只是分液槽總持液量的十分之一左右。
[0018]多碟式液體分布器塔截面覆蓋率低:碟的底面積總和占塔截面積的15%左右，只是槽式分液器的槽底面積總和占塔截面積比率的四分之一。并且單個碟的底面積相對較小、每平方米塔截面上有多于2個碟，碟底面積對上升氣流的影響就很小，碟底下要求不裝填填料的高度就低。
[0019]多碟式液體分布器安裝、維修方便:所有落液管都是在制造廠安裝在分液碟內(nèi)的，且僅有四分之一左右的落液管需要有在現(xiàn)場連接的延長管。含落液管的分液碟的安裝重量很輕，一個總裝完成的分液碟的總重是一個人徒手可以搬動的。分液碟是掛在分液管上的，不用固定也不會被上升氣流吹動。
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型作詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0021]圖1，多碟式液體分布器平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2，多碟式液體分布器立面結(jié)構(gòu)示意圖(即:A-A剖面圖)；
[0023]圖3，帶落液管的分液碟平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4，帶落液管的分液碟立面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]各附圖中:1進液總管、2進液支管、3分液管、4限流孔板、5分液碟、6落液管?！揪唧w實施方式】:
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0027]實施例1
[0028]某氣體凈化裝置的氣體冷卻塔是殼體為玻璃鋼的填料塔，填料層處的塔內(nèi)徑為5米。進塔氣體為水飽和的濕氣體，出塔氣體實際流量是120km3/h，用1150mVh的酸性水來冷卻該氣體，將氣體溫度從76°C冷卻到38°C。液體的噴淋密度在51 (m3/h) /m2。
[0029]在填料表面安裝多碟式液體分布器來分布該酸性水，包括進液總管、進液支管、分液管、限流孔板、分液碟、落液管。落液管插在分液碟中，分液碟掛在分液管上，分液管中安裝了限流孔板，分液管與進液總管或進液支管連接，進液支管與進液總管連接。落液點分布方式為邊長203mm的正方形排列，采用一根進液總管和6根進液支管，共有32個分液碟，其中24個碟中各有16根落液管，另外8個碟中各有14根落液管，總共有496根落液管，平均每平方米的落液點數(shù)目為25.3個。分液碟內(nèi)徑350mm,落液管外徑42mm,落液管布置在同一個同心圓周上。每個落液管上部側(cè)面均有溢流槽。采用32塊孔徑相同的限流孔板，限流孔板孔徑為48mm。
[0030]該實施例的進液總管和進液支管采用玻璃鋼材料，分液管上部是玻璃鋼材料、下部是聚丙烯材料，限流孔板采用聚四氟乙烯材料，分液碟和落液管均為聚丙烯材料。分液碟掛在分液管上，實際運行時，每個分液碟的操作重量僅有15kg左右。
[0031]將原先的溢流槽分液器改成多碟式液體分布器后，填料高度從原先的5.5m降低到了 4m。出塔氣體帶出的水霧量明顯減少，氣體壓降降低了一半。
[0032]實施例2
[0033]某硫酸裝置的三氧化硫吸收塔，為碳鋼襯磚的填料塔，填料層處塔襯磚后內(nèi)徑為
6.8米，主填料高度2.5米，主填料層上面還有0.2米高的除沫層填料。采用濃度為98.3%硫酸來吸收氣體中的三氧化硫，上塔酸量660m3/h，噴淋密度為25 (m3/h) /m2。
[0034]在填料表面安裝多碟式液體分布器來分布硫酸，包括進液總管(即進酸總管)、進液支管(即進酸支管)、分液管(即分酸管)、限流孔板、分液碟(即分酸碟)、落液管(即落酸管)。落酸管插在分酸碟中，分酸碟掛在分酸管上，分酸管中安裝了限流孔板，分酸管與進酸總管或進酸支管連接，進酸支管與進酸總管連接。該多碟式分酸器的落酸點分布方式為邊長156mm的正方形排列，采用一根進酸總管和8根進酸支管，共有76個分酸碟，其中60個碟中各有16根落酸管(52個碟為落酸點分布完全相同的標準碟)，另外16個碟中各有12根落酸管,總共有1152根落酸管,平均每平方米的落酸點數(shù)目為43.6個。分酸碟內(nèi)徑290mm，落酸管外徑34mm，落酸管布置在碟內(nèi)的兩個同心圓上。每個落酸管上部側(cè)面均開有溢流槽，落酸管埋在除沫層填料內(nèi)、延伸到主填料層表面。分酸碟底與除沫填料層表面留有50mm高的空間以便分酸碟底氣體的流動。
[0035]該實施例的進酸總管和進酸支管的材料是鑄鐵，分酸管上部材料也是鑄鐵，分酸管下部材料是耐酸合金鋼，限流孔板用耐酸合金材料鑄造，分酸碟和落酸管均為耐酸合金鋼材料。分酸碟掛在分酸管上，實際運行時，每個分酸碟的持酸量僅有13kg左右。分酸碟除用耐酸合金鋼外，由于其直徑小、容積少、重量輕，可以采用幾乎所有的耐酸材料，如鑄鐵、陶瓷、玻璃、搪玻璃、聚四氟乙烯等。
[0036]實施例3
[0037]半干法制酸裝置吸濕塔后的第一吸收塔，為碳鋼襯磚的填料塔，填料層處塔襯磚后內(nèi)徑為5米，主填料高度2.3米，主填料層上面還有0.2米高的除沫層填料。采用濃度為98.5%硫酸來吸收氣體中殘留的三氧化硫、水和硫酸蒸汽，上塔酸量80m3/h，噴淋密度為4 (m3/h)/m2 ο
[0038]在填料表面安裝多碟式液體分布器來分布硫酸，包括進酸總管、進酸支管、分酸管、限流孔板、分酸碟、落酸管。落酸管插在分酸碟中，分酸碟掛在分酸管上，分酸管中安裝了限流孔板，分酸管與進酸總管或進酸支管連接，進酸支管與進酸總管連接。該多碟式分酸器的落酸點分布方式為邊長145_的等邊三角形排列，采用一根進酸總管和4根進酸支管，共有37個分酸碟，其中27個碟中各有30根落酸管，另外10個碟中各有28根酸液管，總共有1090根落酸管，平均每平方米的落酸點數(shù)目高達55.5個。分酸碟內(nèi)徑340mm，落酸管外徑17mm，落酸管布置在碟內(nèi)的三個同心圓上。每個落酸管上部側(cè)面均有溢流槽，落酸管埋在除沫層填料內(nèi)、延伸到主填料層表面。分酸碟底與除沫填料層表面留有50mm高的空間以便分酸碟底氣體的流動。
[0039]該實施例的多碟式分酸器的全部部件均由耐酸合金鋼材料制造。分酸碟掛在各分酸管上，實際運行時，每個分酸碟的持酸量在22kg左右。
[0040]盡管該實施例的噴淋密度很低，但由于多碟式分酸器分酸的均勻性好，該塔的吸收效果顯著，使得出塔氣溫與進塔酸溫的溫差在3°C之內(nèi)。
[0041]雖然上述3個具體的實施例已經(jīng)描述了本實用新型，但此描述不意味著構(gòu)成限制。在參照本實用新型的描述后，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的熟練人員來說，顯然能夠?qū)λ_的實施例作出各種各樣的修正。各種類似的修正均落入本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.多碟式液體分布器由進液總管、進液支管、分液管、限流孔板、分液碟、落液管組成，其特征在于: 在填料塔填料表面均勻分布著多個分液碟，落液管插在分液碟中，分液碟懸掛在分液管上，分液管中安裝了限流孔板，分液管與進液總管或進液支管連接，進液支管與進液總管連接； 每根落液管的上部側(cè)面都開有溢流槽，液體從溢流槽流進落液管，落液管從分液碟內(nèi)穿出延伸到填料內(nèi)各自的分液點； 每個分液碟對應著一根分液管，液體從分液碟中心的分液管流出后徑向流向各落液管； 在進液總管上連接數(shù)根進液支管，所有分液管都連接在進液支管或進液總管上，每根分液管中間都有一個限流孔板來控制其進入該分液碟的液體流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多碟式液體分布器，其特征在于:分液碟為帶底的圓形結(jié)構(gòu)，每個分液碟內(nèi)的落液管數(shù)量在9至38根之間，落液管布置在I至4個同心圓周上。
【文檔編號】B01J19/00GK203955206SQ201420306165
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】丁華 申請人:丁華