專利名稱：斜孔條形浮閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化工設(shè)備，特別是板式塔中的氣液接觸元件，具體說(shuō)就是板式塔中的浮閥。
浮閥塔盤通常由浮閥、塔板、溢流裝置和受液盤四部分組成。按浮閥結(jié)構(gòu)特征的不同，浮閥可分為正開(kāi)孔和斜開(kāi)孔兩種形式，其中正開(kāi)孔的有F1浮閥、十字架浮閥、條形(矩形)浮閥、梯形浮閥、導(dǎo)向浮閥等；斜開(kāi)孔的如浮舌。
F1浮閥在使用時(shí)，氣流沿徑向從外圓周邊噴出，與液流方向一致的射流將引起液相的“前混”，而與液流方向相反的射流則導(dǎo)致液相的“返混”?！扒盎臁焙汀胺祷臁本鶗?huì)降低傳質(zhì)推動(dòng)力，從而降低板效率。另外，圓形浮閥因周向不固定而容易旋轉(zhuǎn)，引起浮閥的磨損、脫落，最終導(dǎo)致氣相短路，板效率嚴(yán)重下降。
條形浮閥通常把短邊作成閥腿，封堵氣流從前后兩方噴出，即氣流只能沿著與液流垂直的方向噴出，從而有效地抑制了板上液體的濃度混合，具有較高的傳質(zhì)效率，但不能推動(dòng)液流前進(jìn)，不利于高液相負(fù)荷操作。
一般的浮閥，閥蓋上不開(kāi)孔，氣相只從閥側(cè)噴出，因此在閥蓋上方一定高度內(nèi)，氣-液接觸不良。
斜開(kāi)孔的浮舌主氣流方向與液流方向一致，形成所謂并流噴射。如此雖能有效地抑制液體的返混，但因氣體對(duì)液體不斷進(jìn)行加速而導(dǎo)致板上液層薄，傳質(zhì)點(diǎn)效率低。另外，霧沫沿液流方向呈三角形分布，塔盤出口區(qū)為三角形噴射的頂角位置，大量低濃液體被夾帶到上層板的高濃入口區(qū)，引起相鄰兩層板的返混，降低全塔分離效率。
從實(shí)際計(jì)算來(lái)看，假設(shè)當(dāng)閥完全打開(kāi)時(shí)，其最大開(kāi)度為h(即塔板上表面與閥板下表面間的距離)，而等面積開(kāi)度為he(即在此開(kāi)度下，氣流流過(guò)的最小截面積與塔板氣流通道的開(kāi)孔面積相等)，則對(duì)一般浮閥而言，h＜he(例如F1浮閥h/he≈0.859)。這無(wú)疑限制了浮閥的操作彈性和增大全開(kāi)后的阻力系數(shù)(F1浮閥全開(kāi)后阻力系數(shù)為5.34)，即在相同開(kāi)孔率和氣、液相負(fù)荷下，塔板壓降較大。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)基本呈長(zhǎng)條板凳形，由一長(zhǎng)條形的閥片和支撐該閥片的閥腿構(gòu)成，其特點(diǎn)是該閥片的表面開(kāi)有兩兩相背的側(cè)吹斜孔，其閥片的寬度大于閥腿的寬度，從而使兩者之間的過(guò)渡區(qū)域形成一個(gè)縮小的臺(tái)階而構(gòu)成支臂。所述閥腿的其中一只的表面上還開(kāi)有一垂直貫穿的導(dǎo)孔；且兩閥腿的底部分別向外翻翹形成閥腳。此外閥片的兩側(cè)長(zhǎng)邊的邊緣分別形成有下凹的閥唇。其中閥片的長(zhǎng)邊與短邊之比最好為1.5至4。閥片上所開(kāi)斜孔的孔數(shù)為偶數(shù)個(gè)，且互相錯(cuò)開(kāi)，兩兩相背，且該斜孔的張口高度為4～8mm。
由于本實(shí)用新型主體采用條(矩)形浮閥結(jié)構(gòu)，避免閥體旋轉(zhuǎn)引起的磨損甚至脫落故障，提高結(jié)構(gòu)的牢靠性；同時(shí)該條形浮閥在塔板結(jié)構(gòu)中，其兩長(zhǎng)邊與液流方向平行，與塔板上矩形閥孔的兩側(cè)形成矩形的氣流通道，使氣流與液流垂直相交，創(chuàng)造了良好的氣液接觸條件；閥腿，可封堵“返混”與“前混”氣流，有利于提高傳質(zhì)推動(dòng)力；閥片長(zhǎng)邊沖出的閥唇，形成縮口，可促進(jìn)氣流湍動(dòng)，尾流形成漩渦，有利于傳質(zhì)；閥腿上所沖出的導(dǎo)孔，使閥片開(kāi)啟后從該導(dǎo)孔吹出的氣流推動(dòng)液流前進(jìn)，消除死區(qū)，降低液面梯度；負(fù)荷較小時(shí)，閥體下沉，導(dǎo)孔關(guān)閉，不會(huì)產(chǎn)生低負(fù)荷時(shí)吹薄液層的負(fù)面影響；閥背上所開(kāi)的斜孔，除了避免閥背上方的氣流死區(qū)外，且所開(kāi)斜孔取偶數(shù)排，相鄰兩排斜孔交錯(cuò)相背，主氣流投影與液流方向垂直，把液體推向塔板兩側(cè)弓形區(qū)，避免了弓形區(qū)液流減速、滯流和氣流短路，從而改善氣液接觸傳質(zhì)。另外，斜孔的側(cè)吹結(jié)構(gòu)可有效地抑制塔板霧沫夾帶，提高塔板操作負(fù)荷上限。當(dāng)閥片關(guān)閉時(shí)，氣流通過(guò)閥片斜孔的阻力低于氣流通過(guò)閥片與塔板之間的空隙的阻力(由靜液位和表面張力引起)，氣流優(yōu)先從斜孔噴出，鼓泡平穩(wěn)，閥片不震動(dòng)，可減小低負(fù)荷時(shí)的漏液，提高塔板操作彈性。而斜孔噴出的氣流與閥兩側(cè)噴出的氣流相交，沖撞流團(tuán)有利于流團(tuán)的表面更新和湍動(dòng)，從而有利于傳質(zhì)。此外塔板上所沖矩形閥孔順液流方向，可排成順列，也可排成錯(cuò)列。順列可降低液流的“河床”阻力，有利于高液相負(fù)荷時(shí)降低液面梯度，因而也有利于氣流在鼓泡區(qū)的均勻分布；錯(cuò)列則有利于液流的湍動(dòng)和在垂直于液流方向上的交混，避免前后兩閥間出現(xiàn)停滯區(qū)。本實(shí)用新型閥片全開(kāi)開(kāi)度h≥he。這種大開(kāi)度的浮閥可提高操作彈性，降低塔板阻力。
圖中1-閥片2-側(cè)吹斜孔3-支臂4-閥腿5-閥腳7-閥唇9-導(dǎo)孔10-塔板h-浮閥全開(kāi)時(shí)的開(kāi)度h1-斜孔高度L-液流方向具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如


圖1所示，該條閥呈長(zhǎng)條板凳形，其具有一長(zhǎng)條形的閥片1和由該閥片兩端向下彎折而成的支撐該閥片的閥腿4，該閥片的表面開(kāi)有2個(gè)背向開(kāi)口的側(cè)吹斜孔2，該斜孔的張口高度為4～8mm。為了避免浮閥關(guān)閉時(shí)閥片與塔板形成線接觸而引起粘結(jié)，將閥腿的寬度設(shè)置為小于閥片的寬度，從而在閥片1至閥腿4之間的過(guò)渡區(qū)域形成一個(gè)縮小的臺(tái)階而構(gòu)成支臂3，由位于閥片段四角的這四個(gè)支臂3限制浮閥的最小開(kāi)度。閥腳5一只隨閥沖好，另一只裝入閥孔后用專用工具彎制，保證閥順利上下移動(dòng)但不致吹脫，且限制閥的最大開(kāi)度。其中前閥腿4的表面上還開(kāi)有一順液流方向的垂直貫穿的導(dǎo)孔9，當(dāng)閥片開(kāi)啟后從該導(dǎo)孔吹出的氣流推動(dòng)液流前進(jìn)，消除死區(qū)，降低液面梯度；負(fù)荷較小時(shí)，閥體下沉，導(dǎo)孔關(guān)閉，不會(huì)產(chǎn)生低負(fù)荷時(shí)吹薄液層的負(fù)面影響。此外閥片1的兩側(cè)長(zhǎng)邊的邊緣分別向下沖壓形成下凹的閥唇7，以促進(jìn)氣流湍動(dòng)，尾流形成漩渦，幫助傳質(zhì)。
本實(shí)用新型所言之斜孔條形浮閥，在富氧水-空氣體系中做了水力學(xué)性能和氧解吸效率的觀察測(cè)定。并在同一體系、同一裝置、相同開(kāi)孔率、相同堰高、相同板間距和相同操作條件下與F1浮閥進(jìn)行對(duì)比。所測(cè)試的條形浮閥的長(zhǎng)邊走向與液流方向一致，長(zhǎng)邊與短邊之比為3；斜孔高度h1＝4.5mm，最大開(kāi)度h(即塔板10與閥唇7的底面間的距離)達(dá)到1.43he。操作平穩(wěn)，干板壓降曲線形狀與F1浮閥類似。浮動(dòng)階段的壓降隨著孔速上升變化平緩幾近水平，指數(shù)僅為F1浮閥的1/3。因開(kāi)度大，浮動(dòng)階段變長(zhǎng)，全開(kāi)點(diǎn)的孔動(dòng)能因子比F1浮閥提高約1/4。全開(kāi)后阻力系數(shù)約為3，比F1浮閥的5.34下降近半。這就為本實(shí)用新型浮閥高彈性、高負(fù)荷時(shí)低壓降和高負(fù)荷能力奠定了基礎(chǔ)。斜孔條形浮閥氧解吸效率比F1浮閥高約10％。
如圖2和圖3所示，濕板操作時(shí)，在小氣量下，閥片不浮動(dòng)，氣相只通過(guò)閥片上的斜孔鼓泡，鼓泡區(qū)氣泡均勻密集，保證了氣液充分接觸傳質(zhì)。隨著氣量增大，閥片逐漸浮起，因液流的波動(dòng)沖擊，閥片上下振動(dòng)，液滴斷續(xù)地從閥孔向下滴漏，但泄漏量小(小于10％)，且漏液均勻，即使是在大液量(如68m3/(m.h))下操作，仍可使板上泡沫層分布均勻，從而實(shí)現(xiàn)均勻的氣液接觸。避免了閥片上不開(kāi)孔的浮閥的弊端氣流集中沖開(kāi)局部閥片群落，產(chǎn)生局部暴沸；清液層較高處的閥孔，因氣流無(wú)法支持液層重力而變成漏液通道。隨著氣量進(jìn)一步增大，閥片達(dá)到最大開(kāi)度h，氣液相劇烈湍動(dòng)，板上泡沫分布均勻，有利于提高傳質(zhì)效率。
測(cè)試表明，本實(shí)用新型浮閥具有高彈性、高效率、高負(fù)荷能力和低壓降等特征，且結(jié)構(gòu)牢靠，無(wú)磨損，不卡死，不脫落，安裝方便，檢修容易。操作彈性可達(dá)3～4；負(fù)荷能力比F1浮閥高10％以上(特別是液相負(fù)荷能力更高)；相同測(cè)試條件下氧解吸效率比F1浮閥高7～10％。完全能適應(yīng)蒸餾、吸收、解吸、直接傳熱、濕法除塵等大工業(yè)生產(chǎn)的需要。尤其適用于處理量變化大而對(duì)壓降要求也較高的傳質(zhì)過(guò)程。
權(quán)利要求1.一種用于浮閥塔盤的斜孔條形浮閥，該條閥呈長(zhǎng)條板凳形，其具有一長(zhǎng)條形的閥片(1)和支撐該閥片的閥腿(4)，其特征在于該閥片的表面開(kāi)有兩兩相背的側(cè)吹斜孔(2)，其閥片(1)至閥腿(4)之間的過(guò)渡區(qū)域形成有一縮小的臺(tái)階而構(gòu)成支臂(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜孔條形浮閥，其特征在于所述閥腿(4)的其中一只的表面開(kāi)有一垂直貫穿的導(dǎo)孔(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斜孔條形浮閥，其特征在于所述兩閥腿(4)的底部分別向外形成閥腳(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜孔條形浮閥，其特征在于所述閥片(1)的兩側(cè)長(zhǎng)邊的邊緣分別形成一下凹的閥唇(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的斜孔條形浮閥，其特征在于所述閥片的長(zhǎng)邊與短邊之比為1.5至4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜孔條形浮閥，其特征在于閥片上所開(kāi)斜孔(2)的孔數(shù)為互相錯(cuò)開(kāi)的偶數(shù)個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜孔條形浮閥，其特征在于閥片上所開(kāi)斜孔的張口高度為4～8mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種塔板上的氣液接觸元件——斜孔條形浮閥，該浮閥為長(zhǎng)條板凳形，由一長(zhǎng)條形的閥片和支撐該閥片的閥腿共同構(gòu)成，其閥片的表面開(kāi)有兩兩相背的側(cè)吹斜孔，其閥片至閥腿之間的過(guò)渡區(qū)域形成有一縮小的臺(tái)階而構(gòu)成支臂。將該浮閥置于塔板上的矩形閥孔中，可上下自由浮動(dòng)，其主體采用條(矩)形浮閥結(jié)構(gòu)，避免閥體旋轉(zhuǎn)引起的磨損甚至脫落故障，提高結(jié)構(gòu)的牢靠性；同時(shí)在實(shí)際使用時(shí)，該條形浮閥的兩長(zhǎng)邊與液流方向平行，與塔板上矩形閥孔的兩側(cè)形成矩形的氣流通道，使氣流與液流垂直相交，創(chuàng)造了良好的氣液接觸條件；閥腿，可封堵“返混”與“前混”氣流，有利于提高傳質(zhì)推動(dòng)力。
文檔編號(hào)B01D3/20GK2559395SQ02265549
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2002年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月16日
發(fā)明者賴文衡, 劉洪鈞, 黃紹林, 何建培, 程灶亮 申請(qǐng)人:上?；萆すこ逃邢薰?br>