一種蜂格填料塔的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于精餾技術領域，具體涉及一種蜂格填料塔。
【背景技術】
[0002] 填料塔是以塔內的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備，被廣泛應用于蒸 餾、吸收、解吸、萃取、汽提等單元操作中。用于蒸餾操作的填料塔，在氣液接觸傳質中，隨塔 徑的增大，由于存在壁流、溝流等現(xiàn)象，使氣液兩相的相互接觸不均勻性增加，會嚴重降低 分離效率。而采用小顆粒高效填料及圓形小直徑塔(實驗室塔)可達到較高的分離效率(每 米20~30層理論板），但填料塔的處理能力與塔徑有關，因此小直徑塔的處理能力有限。
[0003] 為了兼顧分離效率及處理能力，已有的解決方法是多管塔。多管塔由若干個裝填 高效填料的圓形小直徑塔并聯(lián)組成，但因其結構復雜，制作、安裝及操作等要求苛刻，僅適 用于精密精餾。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種蜂格填料塔，該填料 塔具有特殊內部結構，能確保在塔徑擴大時，具有與小直徑塔相同的高分離效率。同時設置 液體分布、收集及再分布的單元等附屬組件以解決塔高增加后影響傳質效率的問題，該附 屬組件的設置能保證氣液兩相的均勻接觸，減少壁流和溝流等現(xiàn)象的發(fā)生，可提高處理能 力，從實驗室中試至工業(yè)大規(guī)模生產均可適用，適用范圍更廣。同時塔高能通過塔段疊加來 調節(jié)，也可滿足不同的分離效率要求。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過如下技術方案來完成的：
[0006] -種蜂格填料塔，包括外塔筒體，其特征在于所述填料塔內設置有η個塔段，η為自 然數(shù)，每個塔段內沿著塔高方向均并聯(lián)設置有若干數(shù)量的六邊形內塔，每個六邊形內塔上 端口內壓入填料壓件及液體再分布器，下端口安裝可拆卸的填料支撐;若干數(shù)量的六邊形 內塔相互焊接在一起，構成格巢，格巢的截面圖呈蜂巢形，格巢的上部邊緣通過封板與外塔 筒體焊接，下部邊緣通過支撐板與外塔筒體焊接。
[0007] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用六邊形內塔并聯(lián)的格巢結構，既解決了現(xiàn)有技術中 單塔處理能力和分離效率低的問題，同時顯著縮短塔高度，具有結構簡單、加工方便、物料 處理能力高、能夠有效實現(xiàn)塔內液體均勻再分布、提高傳質效率、操作多樣化等特點，對于 從實驗室中試至工業(yè)大規(guī)模生產均可適用。
[0008] 從結構上分析，對塔而言，壁流效應與壁面周長和截面積的比值k有關，k值越小， 壁流效應越弱。如以圓形的k值為1時，四邊形的k值為1.414，六邊形的k值為1.1547，八邊形 的k值為1.0823。用小直徑塔并聯(lián)成多管置于一個大直徑的圓筒內，壁流效應最弱，但有效 的通道截面積利用率低；如果在大直徑的塔內分割結構，又需要盡量小的k值，如用圓形堆 積，每個圓形間沒法緊密相連，有間隙，造成連接和塔的分段困難，例如多管塔就是結構上 很復雜。八邊形k值小，但其空間利用率低，與小直徑塔效果類似;六邊形k值較小、且分割塔 結構簡單、通道截面積利用率高，綜合考慮以上因素，采用六邊形作為分割結構分離效率及 處理能力較好。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明蜂格填料塔一種實施例的立面剖視結構示意圖。
[0010] 圖2是圖1中A-A截面的俯視結構示意圖。
[0011] 其中，1填料壓件及液體再分布器;2封板;3格巢;4外塔筒體;5支撐板;6液體收集 器;7填料支撐;8六邊形內塔。
【具體實施方式】
[0012] 為便于理解本發(fā)明，下面結合實施例及附圖對本發(fā)明做出詳細介紹，但并不以此 作為對本申請權利要求保護范圍的限定。
[0013] 本發(fā)明蜂格填料塔(簡稱填料塔，參見圖1-2)包括外塔筒體4,其特征在于所述填 料塔內設置有η個塔段，η為自然數(shù)，每個塔段內沿著塔高方向均并聯(lián)設置有若干數(shù)量的六 邊形內塔8，每個六邊形內塔8上端口內壓入填料壓件及液體再分布器1，下端口安裝可拆卸 的填料支撐7;若干數(shù)量的六邊形內塔相互焊接在一起，構成格巢3，該格巢為穩(wěn)定的力學結 構，格巢3的截面圖呈蜂巢形(參見圖2)，格巢3的上部邊緣通過封板2與外塔筒體焊接，下部 邊緣通過支撐板5與外塔筒體焊接。
[0014]本發(fā)明的進一步特征在于所述六邊形內塔的邊長為17.5~40mm，厚度為0.2~ 1mm，每個塔段內格巢的長度為1000~1500mm。
[0015] 本發(fā)明的進一步特征在于所述格巢3內沿塔高方向設有隔板，隔板可以將格巢沿 塔高方向進行區(qū)域分割，區(qū)域分割就是某段塔段內的格巢分成幾個小格巢，將該塔段進行 分割，使整塔成為間壁塔。
[0016] 本發(fā)明的進一步特征在于相鄰塔段間設置有進料口、液體分布器、集液器或采出 口等裝置，確?？蛇M行多樣化精餾操作。
[0017] 本發(fā)明中在所述若干數(shù)量的六邊形內塔8中裝填有高效小顆粒填料，這里所述的 高效小顆粒填料為現(xiàn)有技術，多個六邊形內塔8并聯(lián)成的高效填料塔，能夠實現(xiàn)較大的物料 處理能力及較高的傳質效率。在所述的格巢上截面設有封板2蓋住格巢與外塔筒體4間的間 隙，下截面設有支撐板5與塔壁環(huán)隙支撐，并與外塔筒體4的塔內壁密封焊接，相鄰塔段間可 采用法蘭連接，塔段間可設置進料口、液體分布器、集液器、采出口等裝置，該液體分布器將 上一塔段的液體收集再分布，保證液體在下一個塔段的均勾分布，然后再分布到每個內塔， 否則在下一塔段會出現(xiàn)液體分布不均的情況，在塔段間設置集液器可加采出口而實現(xiàn)側線 采出，確?？蛇M行多樣化精餾操作。相鄰塔段間可以分割密封各自構成一個小的填料塔單 獨使用，也可以相互貫通，相當于增加塔高，在塔段間設置對格巢進行分割的隔板，形成間 壁塔的結構，間壁塔可在單塔內進行多組份分離，外形上是一個塔，實際上內部是多個塔的 功能，能在外形單塔下實現(xiàn)多塔的分離功能。
[0018] 本發(fā)明中塔段數(shù)的設置是根據(jù)分離要求決定的，分離要求就是塔高的要求也即是 分離理論板數(shù)的要求，塔段數(shù)即塔高是分離要求決定，為便于安裝設置每個塔段的高度為 1000-1500mm，塔的橫截面積決定處理能力。
[0019] 實施例1
[0020] 本實施例蜂格填料塔包括外塔筒體4，所述填料塔內設置有η個塔段，η為自然數(shù)， 每個塔段內沿著塔高方向均并聯(lián)設置有若干數(shù)量的六邊形內塔8，每個六邊形內塔8上端口 內壓入填料壓件及液體再分布器1，下端口安裝可拆卸的填料支撐7;若干數(shù)量的六邊形內 塔相互焊接在一起，構成格巢3,該格巢為穩(wěn)定的力學結構，格巢3的截面圖呈蜂巢形，格巢3 的上部邊緣通過封板2與外塔筒體焊接，下部邊緣通過支撐板5與外塔筒體焊接。
[0021]本實施例中外塔筒體4采用標準無縫鋼管制成，塔段數(shù)量為2個，gpn = 2,每個塔段內并聯(lián)裝入31個六邊形內塔8,該六邊形內塔的邊長為17.5mm，厚度0.5mm，長度 為1500mm，31個六邊形內塔8構成的格巢3，該格巢3的有效截面積與內徑φ n〇mm的塔相 當，該蜂格塔的物料處理能力與同塔高的18臺內徑為(p40mm的塔相當。
[0022] 實施例2
[0023]本實施例蜂格填料塔各部分的連接及位置關系同實施例1，不同之處在于，本實施 例以標準<p540mm無縫鋼管為外塔筒體，塔段數(shù)量為4個，每個塔段內并聯(lián)裝入37個六邊 形內塔，該六邊形內塔的邊長為40mm，厚度lmm，長度為1000mm，37個六邊形內塔8構成的格 巢3,該格巢3的有效截面積（即塔的橫截面面積)與內徑q)440mm的塔相當。此蜂格塔的物 料處理能力與同塔高的16臺內徑為cp80mm的塔相當。
[0024] 實施例3
[0025] 本實施例蜂格填料塔各部分的連接及位置關系同實施例1，不同之處在于，本實施 例以標準(p500mm無縫鋼管為塔外筒體，塔段數(shù)量為3個，每個塔段內裝入共計70個六邊 形內塔，該六邊形內塔的邊長為25mm，厚度0 · 2mm，長度為1200mm，此時蜂格塔的有效截面積 與內徑φ371 mm的塔相當。此蜂格塔的物料處理能力與同塔高的55臺內徑為(p:50mm的塔 相當。
[0026] 實施例4
[0027] 本實施例采用實施例1中所述的蜂格填料塔，不同之處在于，在每個格巢3中均設 有1個隔板，形成為一個相當于3個塔的功能的間壁塔。
[0028] 本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。
【主權項】
1. 一種蜂格填料塔，包括外塔筒體，其特征在于所述填料塔內設置有η個塔段，η為自然 數(shù)，每個塔段內沿著塔高方向均并聯(lián)設置有若干數(shù)量的六邊形內塔，每個六邊形內塔上端 口內壓入填料壓件及液體再分布器，下端口安裝可拆卸的填料支撐;若干數(shù)量的六邊形內 塔相互焊接在一起，構成格巢，格巢的截面圖呈蜂巢形，格巢的上部邊緣通過封板與外塔筒 體焊接，下部邊緣通過支撐板與外塔筒體焊接。2. 根據(jù)權利要求1所述的蜂格填料塔，其特征在于所述六邊形內塔的邊長為17.5~ 40mm，厚度為0.2~1mm，每個塔段內格巢的長度為1000~1500mm。3. 根據(jù)權利要求1所述的蜂格填料塔，其特征在于所述格巢內沿塔高方向設有隔板。4. 根據(jù)權利要求1-3任一所述的蜂格填料塔，其特征在于相鄰塔段間設置有進料口、液 體分布器、集液器或采出口。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蜂格填料塔，包括外塔筒體，其特征在于所述填料塔內設置有n個塔段，n為自然數(shù)，每個塔段內沿著塔高方向均并聯(lián)設置有若干數(shù)量的六邊形內塔，每個六邊形內塔上端口內壓入填料壓件及液體再分布器，下端口安裝可拆卸的填料支撐；若干數(shù)量的六邊形內塔相互焊接在一起，構成格巢，格巢的截面圖呈蜂巢形，格巢的上部邊緣通過封板與外塔筒體焊接，下部邊緣通過支撐板與外塔筒體焊接。
【IPC分類】B01D3/14, B01D3/32
【公開號】CN105709447
【申請?zhí)枴緾N201610284225
【發(fā)明人】王榮良, 李春利, 趙寒梅, 李夢爽, 王洪海
【申請人】河北工業(yè)大學