專利名稱：溫度梯度型精餾塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種精餾塔，具體地說涉及一種可在精餾塔內(nèi)強制產(chǎn)生溫度梯度的精餾塔。
背景技術：
現(xiàn)有的公知精餾塔，汽液兩相在塔板或填料上進行傳質(zhì)，塔外壁保溫。塔底有再沸器，將塔底流出的一部分液體汽化再送回塔體，另一部分從塔底出料；塔頂有冷凝器，將塔頂流出的氣體液化，一部分回流到塔內(nèi)，一部分出料。由公知的精餾技術可知，在精餾段設置中間冷凝器或在提餾段設置中間再沸器可以節(jié)省能量。但設備和操作會復雜化，因此不可能設置太多的中間冷凝器、中間再沸器。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、分離能力高、傳質(zhì)效率高的溫度梯度型精餾塔，以克服現(xiàn)有的精餾塔設備和操作復雜，傳質(zhì)效率低，浪費能量的缺陷。
本實用新型解決技術問題的技術方案如下本實用新型溫度梯度型精餾塔，包括提餾段、精餾段、加料口。精餾段內(nèi)部設置若干縱向平行排列的精餾列管，精餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板上，封頭板固定在精餾段殼體上，精餾列管中間段設有若干分隔擋板，精餾列管外部設有用于冷卻的冷卻裝置。冷卻裝置為設置于精餾列管外部充有冷卻液的殼程通道，殼程通道設置與冷卻液管道相連通的冷卻液入口和冷卻液出口，冷卻液入口位于冷卻液出口的上方，冷卻液出口連接有液封管，液封管的液封高度超過冷卻液入口的高度以使冷載體充滿殼程；冷卻裝置提供比列管內(nèi)溫度充分低的冷載體循環(huán)系統(tǒng)，冷載體從精餾段的上部冷卻液入口進入，從下部冷卻液出口流出。這些冷載體在列管外壁構成溫度梯度，溫度值沿塔高而減少。冷卻裝置也可以采用電子制冷元件，如半導體制冷片，使列管外壁構成溫度梯度，從而省去了在精餾段外殼設置冷卻液出入口。這樣以構成精餾段列管上的每一個微元都是一個中間冷凝器。
提餾段內(nèi)部設置若干縱向平行排列的提餾列管，提餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板上，封頭板固定在提餾段殼體上，提餾列管中間段設有若干分隔擋板，提餾列管外部設有加熱裝置。加熱裝置為設于提餾列管外部的熱載體管道，相應的在提餾段設置與熱載體管道相連通的熱載體出口和熱載體入口，熱載體出口位于熱載體入口的上方。加熱裝置提供比列管內(nèi)溫度高的熱載體流動系統(tǒng)，熱載體是從提餾段的下部進入，從上部流出。同樣，加熱裝置也可采用電子加熱元件。這些熱載體或電加熱元件在列管外壁構成溫度梯度，溫度值沿塔高而減小。從而提餾段列管上的每一個微元都是一個中間再沸器。
在精餾段由于列管外部不斷地移出熱量，列管內(nèi)的汽體被不斷冷凝成液體。因此在精餾段，液體量和汽體量都是上半部少，下半部多。在提餾段由于不斷地從列管外輸入熱量，列管內(nèi)的液體被不斷汽化成汽體。因此在提餾段，液體量和汽體量都是上半部多，下半部少。從全塔來說就是在列管內(nèi)，塔中部的液體量和汽體量多；塔兩端的液體量和汽體量少?？刂扑胁康臍馑贋榻咏狐c的氣速，傳質(zhì)效率可以達到超高水平。當汽體上升到精餾段的上半部時汽體量和液體量都減小了，氣速減小為正常值，自動處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。同理，在提餾段的上部氣速接近泛點的氣速，在下部氣速減小為正常值，自動處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。也就是說本實用新型的精餾塔中部的氣速是接近泛點的氣速，上部和下部的氣速是正常值。原料從塔中部進入后，在接近泛點的氣速下傳質(zhì)，效率高。而到達出口處時氣速減小為正常值，工作穩(wěn)定。達到效率高又穩(wěn)定的目的。
當精餾段的汽液流量變化很大時，設置直徑不同的列管塔體。上段直徑小于下段?；蛘咴诰s段每一個管道內(nèi)都設一個錐型桿，錐尖向下。錐型桿用來調(diào)節(jié)管道內(nèi)的流通截面積，增加表面積和造成一些擾動，促進傳質(zhì)。
當提餾段的汽液流量變化很大時，設置直徑不同的列管塔體。下段直徑小于上段?；蛘咴谔狃s段每一個管道內(nèi)也都設一個錐型桿，錐尖向上。錐型桿用來調(diào)節(jié)管道內(nèi)的流通截面積，增加表面積和造成一些擾動，促進傳質(zhì)。
列管和殼體采用同樣的材料，以防止熱膨脹損壞設備。
本實用新型的有益效果如下(1)提高了分離能力。因為精餾塔塔頂和塔底的溫差越大分離能力越大。本實用新型在精餾段輸出了熱量、在提餾段輸入了熱量，強化了溫度梯度，塔頂和塔底的溫差增大故分離能力增大。
(2)提高了傳質(zhì)效率。本實用新型精餾塔中部的氣速是接近泛點的氣速，上部和下部的氣速是正常值。泛點附近傳質(zhì)效率最高。所以本發(fā)明的總傳質(zhì)效率超過公知的精餾塔的傳質(zhì)效率。
(3)傳熱推動力大。提餾段的上部溫度比下部低，與加熱的熱載體的溫度差大，所以傳熱推動力大。同理，精餾段的下部溫度比上部高，與冷載體的溫度差大，所以傳熱推動力大。
(4)有利于節(jié)能。由于采用了列管塔體結構，就可以利用列管外側進行冷卻或加熱，對列管內(nèi)的汽液傳質(zhì)進行強化。這種結構實質(zhì)上是將中間冷凝器和中間再沸器移到了塔內(nèi)部，相當于多個中間冷凝器和中間再沸器的節(jié)能效果。
(5)造價低。節(jié)省了塔板或塔填料，結構簡單。另外，在塔上半部和塔下半部由于汽液量都減少了，塔直徑相應減小。又可節(jié)省一部分材料費。塔頂全凝器和再沸器的負荷比公知的精餾塔的小，又節(jié)省一部分材料。


圖1是本實用新型一個實施例總體結構示意圖圖2是本實用新型精餾段結構示意圖圖3是冷卻裝置的一種實施方式圖4是加熱裝置的一種實施方式本實用新型提餾段結構示意圖為圖2轉180度。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型。參見圖1，本實用新型包括加料口1，第一精餾段2、第二精餾段3、第一提餾段4、第二提餾段5。第二精餾段3位于第一精餾段2上部，直徑比第一精餾段2小。精餾段設置冷卻液入口6和冷卻液出口10，冷卻液入口6位于冷卻液出口10的上方，冷卻液出口10處連接有液封管9，液封管9的液封高度超過冷卻液入口6的高度；第一提餾段4位于第二提餾段8上部，直徑比第二提餾段2大，提餾段設置熱載體出口7和熱載體入口8，熱載體出口7位于熱載體入口8的上方。精餾段和提餾段根據(jù)汽液相流量多少的變化可設置為三節(jié)、四節(jié)或多節(jié)。
參見圖2精餾段內(nèi)部設置若干縱向平行排列的精餾列管11，每個精餾列管管道內(nèi)設有一個錐型桿15，錐尖向下。精餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板12上，封頭板固定在精餾段殼體上，精餾列管中間段設有若干分隔擋板13，精餾列管外部設有冷卻裝置，冷卻裝置為設置于列管外部的充有冷卻液的殼程通道14，冷卻液入口6和冷卻液出口10分別從精餾段上下兩端與殼程通道14連通，冷卻液從冷卻液入口6流入，冷卻液出口10流出。提餾段內(nèi)部列管結構與精餾段相似，每個提餾列管管道內(nèi)設有一個錐型桿，錐尖向上，提餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板上，封頭板固定在提餾段殼體上，提餾列管中間段設有若干分隔擋板，提餾列管外部設有加熱裝置，加熱裝置為設置于列管外部的熱載體管道，熱載體出口8和熱載體入口7分別從上下兩端與熱載體管道連通，熱載體液從熱載體入口7流入熱載體出口8流出。根據(jù)需要在塔體的頂部和底部分別設置溫度調(diào)節(jié)器，塔頂設置冷凝器和餾出液出口，塔底設置塔底液出口，則整個精餾塔即可組裝完成。
參見圖3、圖4，可以根據(jù)需要把精餾段的冷卻裝置可采用半導體制冷片16電子冷卻方式，或者采用散熱片等空氣冷卻方式；相應的提餾段加熱裝置可采用電感加熱片17，或者采用電熱絲、紅外等加熱方式。
權利要求1.一種溫度梯度型精餾塔，包括提餾段、精餾段、加料口，其特征在于，所述的精餾段內(nèi)部設置若干縱向平行排列的精餾列管，精餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板上，封頭板固定在精餾段殼體上，精餾列管中間段設有若干分隔擋板，所述精餾列管外部設有用于冷卻的冷卻裝置；所述的提餾段內(nèi)部設置若干縱向平行排列的提餾列管，提餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板上，封頭板固定在提餾段殼體上，提餾列管中間段設有若干分隔擋板，所述提餾列管外部設有用于加熱的加熱裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的溫度梯度型精餾塔，其特征在于，所述冷卻裝置為設置于精餾列管外部充有冷卻液的殼程通道，殼程通道設置與冷卻液管道相連通的冷卻液入口和冷卻液出口，冷卻液入口位于冷卻液出口的上方，冷卻液出口連接有液封管，液封管的液封高度超過冷卻液入口的高度。
3.根據(jù)權利要求1所述的溫度梯度型精餾塔，其特征在于，所述加熱裝置為設于提餾列管外部的熱載體管道，提餾段設置與熱載體管道相連通的熱載體出口和熱載體入口，熱載體出口位于熱載體入口的上方。
4.根據(jù)權利要求1所述的溫度梯度型精餾塔，其特征在于，所述冷卻裝置為設置于精餾列管外部的半導體制冷片，所述加熱裝置為設置于提餾列管外部的電感加熱片。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的溫度梯度型精餾塔，其特征在于，每個精餾列管管道內(nèi)設有一個錐型桿，錐尖向下。
6.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的溫度梯度型精餾塔，其特征在于，每個提餾列管管道內(nèi)設有一個錐型桿，錐尖向上。
7.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的溫度梯度型精餾塔，其特征在于，所述的精餾段可以有多段變徑，上部外殼直徑小于下部的外殼直徑。
8.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的溫度梯度型精餾塔，其特征在于，所述的提餾段可以有多段變徑，下部外殼直徑小于上部的外殼直徑。
專利摘要本實用新型公開了一種溫度梯度型精餾塔，包括提餾段、精餾段、加料口。精餾段內(nèi)部設置若干縱向平行排列的精餾列管，精餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板上，封頭板固定在精餾段殼體上，精餾列管中間段設有若干分隔擋板，精餾列管外部設有輔助裝置。提餾段內(nèi)部設置若干縱向平行排列的提餾列管，提餾列管上下兩端分別穿過且固定在封頭板上，封頭板固定在提餾段殼體上，提餾列管中間段設有若干分隔擋板，提餾列管外部設有輔助裝置。本實用新型具有結構簡單，分離能力高，傳質(zhì)效率高，操作簡便，造價低等優(yōu)點。
文檔編號B01D3/14GK2745629SQ20042008126
公開日2005年12月14日 申請日期2004年7月29日 優(yōu)先權日2004年7月29日
發(fā)明者谷里鵬, 王耀斌 申請人:上海工程技術大學