專利名稱：組合式導向浮閥塔板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種浮閥塔的核心部件-浮閥和浮閥塔板。
由于浮閥塔具有良好的操作性能，已廣泛應用于化學工業(yè)和石油工業(yè)中的蒸餾、吸收、汽提等氣液傳質(zhì)操作。但是，目前工業(yè)上常的F1型浮閥塔板存地著顯著的缺點。為此，我國的許多科技工作對此作出了各種改進，先后開發(fā)了導向浮閥塔板(中國專利91215110.2)。和具有導向作用的梯形浮閥塔板(中國專利92243924.9)，它們分別克服了F1型浮閥塔板的缺點，顯示了如下優(yōu)點1.由于浮閥設有導向孔，因此塔板的液面梯度較小。
2.由于浮閥為矩形或梯形的導向浮閥，塔板上液體返混程度較小。
3.導向浮閥塔板借助具有不同數(shù)量導向孔的導向浮閥在塔板上的排布，消除塔板上的液體滯止區(qū)。
4.在操作中，由于矩形導向浮閥或梯形導向浮閥不轉動，閥腿與閥孔無磨損，浮閥不易脫落，大大提高了塔板的使用壽命。
因此，矩形導向浮閥塔板和具有導向作用的梯形浮閥塔板具有良好的操作性能，在工業(yè)上應用已取得了顯著的效果。但是，發(fā)明人在長期實踐中發(fā)現(xiàn)上述兩種浮閥塔板分別存在如下缺點矩形浮閥塔板對于大液流強度，如塔板的液流強度大于60M3/m·h時，矩形導向浮閥塔板雖能減少液面梯度，但難以完全消除塔板上的液面梯度；梯形導向浮閥塔板(一種浮閥上設有導向孔的梯形浮閥)，由于不僅從導向孔流出的氣體推動塔板上的液體流動，而且從梯形浮閥兩側流出的氣體在液流方向上存在一個分速度，也在一定程度上推動塔板上的液體流動，即梯形導向浮閥塔板可為塔板上的流體流動提供了較大的推動力，它對于大液流強度(如液流強度大于60M3/m·h)，可完全消除塔板上的液面梯度，但它對于較少的液流強度時(如液流強度小于20M3/m·h)，由于梯形導向浮閥對液體的推動力過大，造成了負的液面梯度，影響了塔板的操作性能。并且，由于塔板上所有的梯形導向浮閥對液體流動的推動力相差不大，未能對塔板上弓形區(qū)的液體流動提供較大的推動力，故難以消除塔板上的液體滯止區(qū)。
實際上，工業(yè)上同一塔內(nèi)各層塔板的液相負荷往往不同，甚至相差幾倍以上，例如煉油廠的常壓塔、丁二烯萃取精餾塔等，其塔內(nèi)部分塔板的液流強度較小，部分塔板的液流強度較大，二者往往相差數(shù)倍。為了良好的消除塔板的液面梯度和液體滯止區(qū)，單獨的矩形導向浮閥塔板或單獨的梯形導向浮閥塔板均難以滿足工業(yè)上各層塔板的不同液流強度需要，為此需對現(xiàn)有的浮閥塔板進一步作出改進，以優(yōu)化浮閥塔的綜合操作性能。
本實用新型的目的，在于綜合矩形導向浮閥塔板和梯形導向浮閥塔板的各自優(yōu)點，克服二者所存在的缺點，設計了一種組合式導向浮閥塔板，它由矩形導向浮閥和梯形導向浮閥組合而成，可根據(jù)工程上的實際需要調(diào)節(jié)各種浮閥在塔板上的組合比和排布，使本發(fā)明的塔板具有廣泛的適應性，既適用于大液流強度，也適用于小液流強度，對各種不同情況，均可良好地消除塔板上的液面梯度和液體滯止區(qū)，塔板上的液體返混小，塔板效率高，浮閥無磨損，塔板結構可靠。因此本發(fā)明的組合式導向浮閥塔板具有優(yōu)異的操作性能。
本實用新型的構思是這樣的(1)為了克服矩形導向浮閥塔板和梯形導向浮閥塔板的各自的缺點，在本實用新型所說的塔板上設置了一部分矩形導向浮閥，一部分為梯形導向浮閥，并通過調(diào)節(jié)二者的不同比率的組合和排布，以滿足工業(yè)上各不同情況的需要，增強塔板的適應能力，進一步提高浮閥塔的操作性能。
(2)對于液體負荷L較小的塔板，如L＜20mM3/m·h時，可排布較大比率的矩形導向浮閥，較小比率的梯形導向浮閥，且梯形導向浮閥主要排布在塔板的弓形區(qū)內(nèi)。這樣既保持塔板中心區(qū)的液體有適度的推動力，又可使塔板的弓形區(qū)內(nèi)對液體有較大的推動力，可消除液體的滯止區(qū)，使塔板處于良好的操作狀態(tài)。
(3)對于液體負荷L較大的塔板，如L＞60M3/m·h時，為了消除塔板上的液面梯度和液體滯止區(qū)，可排布較大比率的梯形導向浮閥，較少比率的矩形導向浮閥，在弓形區(qū)內(nèi)可全部排布梯形導向浮閥，使塔板的中心區(qū)和弓形區(qū)均有適度的推動力，從而使塔板處于良好的操作狀態(tài)。
(4)對于塔板上的液體負荷L處于20～60M3/m·h之間時，塔板上的矩形導向的浮閥與梯形導向浮閥的比率，可介于上述二種情況之間，并根據(jù)具體情況確定，從而使塔板處于良好的操作狀態(tài)。
按照上述構思，發(fā)明人通過大量的實驗，設計了一種由矩形導向浮閥與梯形導向浮閥組成的導向浮閥塔板，即本實用新型所說的組合式導向浮面塔板。
下面將結合附圖來闡明本實用新型的內(nèi)容


圖1為液體負荷L＜20M3/m·h時，浮閥在組合式導向浮閥塔板上的排布示意圖。
其中1—受液區(qū)；2—降液區(qū)；
3—弓形區(qū)；4—中心區(qū)；5—矩形導向浮閥；6—梯形導向浮閥。
對于塔板上液體負荷L＜20M3/m·h時，塔板上矩形導向浮閥的占有比率約為60～80％，梯形導向浮閥占有的比率約為40～20％，浮閥上的導向孔的開孔方向與液流方向保持一致。圖2為液體負荷L＞60M3/m·h時，浮閥在組合式導向浮塔板板上的排布示意圖。
其中，圖上所示的編號所指的內(nèi)容均同
圖1，不同是對于塔板上液體負荷L＞60M3/m·h時，塔板上矩形導向浮閥的占有比率為40～20％，梯形導向浮閥的占有比率為60～80％，且在弓形區(qū)可全部設置梯形導向浮閥，靠近降液區(qū)一側的中心區(qū)內(nèi)排布部分矩形導向浮閥，其余為梯形導向浮閥。
對于塔板上的液體負荷L處于20～60M3/m·h范圍內(nèi)的浮閥塔來說，塔板上的短形導向浮閥的占有比率可在30～70％范圍內(nèi)選取，梯形導向浮閥的占有比率可在70～30％范圍內(nèi)選取，并可根據(jù)具體情況確定。圖3為含有1～2個導向孔的矩形導向浮閥立體示意圖。
其中A為矩形導向浮閥的長度(含支角在內(nèi))，可在60～240mm范圍內(nèi)選取。B為矩形導向浮閥的寬度，可在20～50mm范圍內(nèi)選取。圖4為含有1個導向孔的梯形導向浮閥的立體示意圖。
其中A為梯形導向浮閥等腰的長度(含支角在內(nèi))，可在60～240mm范圍內(nèi)選取。B1為梯形導向浮閥前部(或稱上底)的寬度，可在10～40mm范圍內(nèi)選取。B2為梯形導向浮閥后部(或稱下底)的寬度，可在30～60mm范圍內(nèi)選取，但必須保證B2＞B1。
圖3，圖4中所說設于浮閥上的導向孔，除了圖示的開口式外，亦可以是舌形、三角形、梯形、長方形等各種形式；可以是固定式，亦可以是浮動式。但均須保證導向孔開口方向與塔板上液流方向保持一致。圖5為矩形導向浮閥或梯形導向浮閥在塔板上處于全開時的示意圖。圖6為矩形導向浮閥或梯形導向浮閥在塔板上處于關閉狀態(tài)時的示意圖。
其中1-閥蓋；2-導向孔；3-支角；4-閥腿；5-閥腳；6-底板；7-閥孔；8-氣體通道；d-導向孔的開口高度，宜為1～5mm；h0-為導向浮閥處于關閉態(tài)時最小張開高度，宜為1～3mm。
h-為導向浮閥處于全開時的最大張開高度，宜為8～15mm。
本實用新型所說的組合式導向浮閥塔板，應用空氣-水和空氣-水-二氧化碳物系，在實驗裝置內(nèi)，進行了大量的塔板結構參數(shù)、流體力學和傳質(zhì)性能的試驗。試驗結果表明，本實用新型具有如下顯著優(yōu)點1.本發(fā)明的塔板與矩形導向浮閥塔板相比，對液體負荷變化的適應性較好，不僅對于較小的液流強度，而且對于較大的液流強度，均可完全消除塔板上的液面梯度和液體滯止區(qū)。
2.本發(fā)明的塔板與梯形導向浮閥塔板相比，不僅可避免液流強度較小時產(chǎn)生的負的液面梯度，而且能夠較好地消除塔板上的液體滯止區(qū)，從而具有較高的塔板效率。
3.特別是當塔內(nèi)的各層塔板上液體負荷變化較大時，如部分塔板的液流強度較小，另一部分塔板的液體強度較大時，本發(fā)明的塔板可借助浮閥的不同組合比與排布方式，使塔內(nèi)各層塔板均處于最佳的工作狀態(tài)，從而提高了全塔的綜合操作性能。
總之，本實用新型所說的塔板，具有液面梯度小，液體返混小，良好地消除了塔板上的液體滯止區(qū)，并且閥腿無磨損、不脫落，塔板結構可靠。因此，在蒸餾、吸收、汽提等氣-液傳質(zhì)操作中，應用本發(fā)明的塔板替代現(xiàn)有浮閥塔板，可獲得顯著的經(jīng)濟效益，從而有力地推動了塔器工業(yè)的技術進步。
權利要求1.一種組合式導向浮閥塔板，其特征在于所說的塔板主要由矩形導向浮閥和梯形導向浮閥組合而成。
2.如權利要求1所述的導向浮閥塔板，其特征在于(1)所說的矩形導向浮閥的長度(含支角)A可在60～240mm范圍內(nèi)選取，寬度B可在20～50mm范圍內(nèi)選取，(2)所說的梯形導向浮閥的等腰長度(含支角)A可在60～240mm范圍內(nèi)選取，梯形導向浮閥的前部(上底)寬度B1可在10～40mm范圍內(nèi)選取，后部(下底)寬度B2可在30～60mm范圍內(nèi)選取，但必須保證B2＞B1。
3.如權利要求1、2所述的導向浮閥塔板，其特征在于所說的浮閥上含有1個或一個以上的導向孔，導向孔可以是不同的形狀，如舌形、三角形、長方形、梯形等，可以是固定式，也可以是浮動式，其主要特點在于導向孔的開口方向與塔板上液流方向保持一致。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式導向浮閥塔板，它主要由矩形導向浮閥和梯形導向浮閥組合而成，根據(jù)塔板上液體負荷的不同，二者有一個適宜的組合比率和排布形式，以保證塔內(nèi)消除液面梯變和液體滯止區(qū)，使各層塔板均處于最佳的操作狀態(tài)，從而大大提高了全塔的綜合操作性能。
文檔編號B01D3/16GK2258088SQ9622971
公開日1997年7月23日 申請日期1996年4月23日 優(yōu)先權日1996年4月23日
發(fā)明者路秀林, 趙培, 李玉安 申請人:華東理工大學