專利名稱：一種傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分離設(shè)備領(lǐng)域，尤指一種進一步提高傳質(zhì)性能傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板。
背景技術(shù)：
塔板和填料廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、吸附、洗滌、冷卻等化工單元過程。填料具有分離效率高、壓降小、處理能力大等優(yōu)點，但成本較大，操作彈性小，對配套塔內(nèi)件要求高；塔板操作彈性大、抗堵塞、成本低、但壓降較大、分離效率校小、處理能力較低。塔板按氣流方向分，可分為錯流式、逆流式、并流式三種，現(xiàn)有并流式塔板性能較好的主要是新垂直篩板，塔的塔內(nèi)空間利用率高、處理能力大、壓降小、抗堵塞和抗汽泡性能好，但帽罩內(nèi)外液體返混嚴重、霧沫夾帶較大、傳質(zhì)效率較差。為了提高新型垂直篩板的傳質(zhì)性能和處理能力，本發(fā)明人申報的中國專利CN101480538A提到了一種新型傾斜長條復(fù)合塔板采用傾斜長條帽罩與規(guī)整填料塊組合，如圖7、圖8所示，這種復(fù)合塔板主要是由塔板11、內(nèi)部無分區(qū)的傾斜長條帽罩13、梯形填料塊15和壓條14組成。塔板11外側(cè)由螺栓等連接件與外壁上整圈的支撐圈固定。塔板11上開設(shè)有多個長條孔12。各長條孔12兩長邊還向上延伸凸出，延伸的兩長邊截面呈正八字形。如圖7所示，每個長條孔12上方固定設(shè)置有一個底部與塔板11留有間隙的長條罩帽13，長條罩帽13可通過數(shù)個鋼腳件焊接于塔板11上，也可以由數(shù)個螺栓直接固定到外壁的固定圈上。如圖8所示，長條罩帽13頂部的兩個壁面向外開有下傾式百葉窗16，百葉窗16在長條帽罩13外側(cè)面沿長度方向開孔設(shè)置。沿長度方向長條帽罩13外側(cè)面設(shè)置的下傾百葉窗16，百葉窗16是由數(shù)個間隔設(shè)置的下傾式長條片焊接在長條帽罩5開孔壁上組成。如圖7所示，兩個相鄰長條帽罩13之間的中上部設(shè)置一個梯形規(guī)整填料塊15，填料塊15內(nèi)可供放入反應(yīng)所需填料。梯形填料塊15通過長條帽罩13上的固定壓條14固定。氣體經(jīng)各長條孔12向上進入各長條罩帽13內(nèi)，一部氣體經(jīng)百葉窗16進入填料塊15，還有一部分氣體經(jīng)長條罩帽13底部與塔板11的間隙流動。這種復(fù)合塔板充分利用塔內(nèi)空間，增加氣液接觸時間，強化了氣流混合強度和截面更新速率，大幅度降低霧沫夾帶，提高了塔板效率；但由于長條帽罩內(nèi)氣液撞擊混合形成液體完全返混，氣液噴入帽罩外的規(guī)整填料塊同樣存在嚴重的液體返混，成為提高傳質(zhì)性能的瓶頸。至今為止，長條帽罩內(nèi)的液體返混現(xiàn)象未見關(guān)注和解決，影響了垂直篩板傳質(zhì)性能的進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于避免現(xiàn)有垂直篩板技術(shù)的不足而提供一種傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板，減少返混，進一步提高傳質(zhì)性能。本發(fā)明技術(shù)方案
本發(fā)明的目的是通過在塔板上開有長條孔，在長條孔上對應(yīng)設(shè)置下大上小的傾斜長條帽罩；且沿長度方向?qū)㈤L條帽罩內(nèi)設(shè)置豎直隔板形成分區(qū)，長條帽罩外側(cè)面開孔設(shè)置為分段的下傾百葉窗式，且傾斜的長條帽罩外側(cè)設(shè)置規(guī)整填料塊。它能有效地減少液體返混，使液體呈螺旋式流動，延長氣液接觸時間，提高塔板開孔率，消除垂直篩板上下氣體通道面積相互影響的難題，充分利用塔內(nèi)空間，強化帽罩內(nèi)外的并流傳質(zhì)，同時又利用填料塊消除了霧沫夾帶，大幅度降低了板間距，減少實際運行的板壓降，提高了塔板的處理能力、操作彈性和分離效率。一種傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板，其特征是包括塔板、所述塔板上開設(shè)的多個長條孔、多個內(nèi)部分區(qū)的梯形長條帽罩、多個梯形填料塊和多個壓條；所述長條帽罩底部到所述長條孔有3-15_的間隙，所述兩個長條帽罩之間的中上部設(shè)置有梯形填料塊，所述填料塊通過所述長條帽罩上的壓條固定。根據(jù)上述構(gòu)思，下大上小傾斜的所述長條帽罩，其兩傾斜壁相對于垂線的傾斜角為10。 35° ;所述長條帽罩內(nèi)沿長度方向每隔50-80mm設(shè)置一塊豎直隔板，將所述長條帽罩分割成幾個分區(qū)；所述長條罩帽頂部的兩個壁面向外開有分段下傾式百葉窗，所述百葉窗在所述長條帽罩外側(cè)面沿長度方向開孔設(shè)置，所述百葉窗由數(shù)個間隔設(shè)置的下傾式長條片組成，每段百葉窗長與所述長條帽罩分區(qū)長度相等，所述長條帽罩側(cè)面的上百葉窗的開孔率為所述塔板開孔率的809^300%，占所述長條帽罩側(cè)面面積的30% — 80%，所述長條帽罩底部寬度比所述塔板的長條孔寬10 - 60mm，所述長條帽罩頂部寬度為10 — 40mm，所述長條帽罩聞度為200 — 500mm。根據(jù)上述構(gòu)思，所述百葉窗各長條片相對與水平線較佳為下傾25飛0°，所述百葉窗各長條片寬和間隔為5 — 20mm所述百葉窗各段總長度為所述長條帽罩長度的90%-99%。根據(jù)上述構(gòu)思，所述填料塊為下部寬為20 60mm,上部寬為80 200mm,高度100 200_的梯形；所述填料塊外壁是由帶有開孔的波紋板連接組成，內(nèi)部連接數(shù)個薄板間隔為數(shù)個部分，各部分通過鋼條穿過組裝，所述薄板間距與所述豎直隔板間隔相等。本發(fā)明提供一種傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料塊耦合的復(fù)合塔板，由于采用分區(qū)的傾斜長條帽罩和罩間加規(guī)整填料塊，有效地減少液體返混，使液體呈螺旋式流動，充分利用了塔內(nèi)空間，成倍地增加了氣液接觸時間，強化了氣流混合強度和界面更新速率，大幅度降低了霧沫夾帶，大大提高了塔板傳質(zhì)效率；同時由于傾斜長條立體帽罩下大上小的結(jié)構(gòu)，塔板開孔率可高達50%，大大提高了塔板的處理能力和操作彈性，降低了塔板壓降和霧沫夾帶，消除了物系發(fā)泡的影響，合理有效地利用了塔板和填料的優(yōu)點，實現(xiàn)了并流傳質(zhì)，達到兩者完美結(jié)合。


圖I是塔板的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3是傾斜長條帽罩的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖4是傾斜長條帽罩的側(cè)剖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，
圖5是填料塊的正視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖6是填料塊的側(cè)向的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖7為現(xiàn)有塔板的正視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為現(xiàn)有長條帽罩的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標注說明I.塔板2.長條孔3.填料塊4.隔板5.長條帽罩6.壓條
7.波紋板8.梯形片狀薄板9.鋼條、11塔板、12長條孔、13長條帽罩、14壓條、15填料塊、16百葉窗。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例1，如圖I、圖2所示，本發(fā)明復(fù)合塔板主要由塔板I、長條孔2、帶有分區(qū)的傾斜長條帽罩5、梯形規(guī)整填料3和壓條6組成；，塔板I外側(cè)由螺栓等連接件與外壁上整圈的支撐圈固定。塔板I為板厚3-5mm的平板，其上均勻間隔地開有相當于其面積10% —60%的長條矩形孔，矩形孔寬60mm，長為板長的90%;長條孔2和長條帽罩5的長度根據(jù)所處位置的外壁長度方向間距來定，中間的長，兩邊的短。在長條孔2上設(shè)置一個底部與塔板留有3 15mm間隙的長條罩帽5，長條罩帽5可通過數(shù)個鋼腳件焊接于塔板I上，也可以由數(shù)個螺栓直接固定到外壁的固定圈上。長條罩帽5底部到長條孔2較佳具有3-15mm的間隙，下大上小傾斜的長條罩帽5的兩傾斜壁相對于垂線的傾斜角:Γ35°。如圖3所示，長條罩帽5頂部的兩個壁面向外開有下傾式百葉窗51,百葉窗51在長條帽罩5外側(cè)面沿長度方向開孔設(shè)置。長條帽罩5內(nèi)沿長度方向每隔60mm較佳焊接或螺接設(shè)置一塊豎直隔板，將長條帽罩5分割成多個分區(qū)，以減少長條帽罩內(nèi)外的液體返混。沿長度方向長條帽罩5外側(cè)面對稱地開孔設(shè)置的百葉窗51，百葉窗51主體結(jié)構(gòu)可為現(xiàn)有技術(shù)形式，本實施例中是由數(shù)個間隔設(shè)置的下傾式長條片焊接在長條帽罩5開孔壁上組成，長條帽罩5兩傾斜側(cè)面上百葉窗51條孔開孔率為塔板I開孔率的80%^300%,占長條帽罩5側(cè)面面積的30% — 80%;分段下傾式百葉窗51各長條片相對與水平線較佳為下傾為25飛0°，以便于氣流順百葉窗51各長條片單向向下流出，且不會出現(xiàn)亂流返混。百葉窗51各長條片寬和間隔為5 — 20mm，沿帽罩長度方向按帽罩內(nèi)分區(qū)長度分段，總長度為帽罩長度的90%-99% ;長條帽罩5底部寬度比塔板I的長條孔2寬10-60mm，長條孔2優(yōu)選為截面呈正八字的噴孔，寬優(yōu)選為40mm或80mm，以達較佳實施效果。長條帽罩5頂部寬度為10-40mm，長條帽罩5高度為200-500mm。如圖2、圖5、圖6所示，兩個相鄰長條帽罩5之間的中上部設(shè)置由數(shù)組下部寬20 60mm,上部寬80 200mm,高度100 200mm的梯形分區(qū)組成的規(guī)整填料塊3,梯形填料塊3外壁是由帶有開孔的波紋板7連接組成一個截面呈梯形的長條狀，其形狀與兩個長條帽罩5之間的間隙匹配，填料塊3內(nèi)部由焊接的數(shù)個薄板8間隔為數(shù)個部分，并且，各部分通過兩個鋼條9穿過后固定在外壁相應(yīng)的支撐圈上，以固定于指定高度，薄板8間距與豎直隔板4間隔相等，梯形填料塊3通過長條帽罩5上的固定壓條固定，填料塊3內(nèi)相鄰兩薄板9之間可供放入反應(yīng)所需填料。壓條為固定于長條帽罩5頂部的板件，與長條帽罩5長度相同，能壓住固定填料塊3避免脫出。實施例2，各長條孔2用長條正八字噴孔代替長條矩形孔，孔寬為40mm，其余同實施例I相同。實施例3，各長條孔2用長條噴嘴孔(孔的4邊都向上延伸)代替長條矩形孔，孔寬為80mm,其余同實例I相同。本發(fā)明所提供的傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板經(jīng)實驗室冷模實驗測定，空塔氣速O. 5 — 10. Om/s范圍內(nèi)，空氣默佛里板效率超過90 %，高于Fl浮閥塔板40%以上；霧沫夾帶均小于O. 2%，壓降比Fl浮閥塔板小35% ;最大空塔動能因子高達12(m/s) . (kg/m3) 1/2以上，高于普通塔板6倍以上，處理能力提高3倍以上，操作彈性為7。傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板在茂名石化環(huán)氧乙烷精制塔改造上應(yīng)用，改造前后塔的冷凝器和再沸器未變，僅更換塔板和再沸器位置下移2. 5m ;應(yīng)有效果是環(huán)氧乙烷產(chǎn)量由2噸/小時提高到17噸/小時，提高8. 5倍；回流比由7. O降到I. 87，產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵指標水含量由180ppm下降到小于70ppm,質(zhì)量由不合格變?yōu)閲鴥?yōu)品,節(jié)能大于50%以上,打破了國內(nèi)外高效塔板改造舊塔處理能力不超過I倍，同時板效率提高幅度不大的限制，實現(xiàn)了以小塔改造代替大塔的規(guī)模大型化和設(shè)備高效化的目標，節(jié)省了改造投資和施工周期，經(jīng)濟和社會效益顯著。由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
權(quán)利要求
1.一種傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板，其特征是包括塔板、多個內(nèi)部分區(qū)的梯形長條帽罩、多個梯形填料塊和多個壓條；所述塔板上開設(shè)多個長條孔；所述長條帽罩底部邊緣到所述塔板上邊緣有3-15mm的間隙，所述兩個長條帽罩之間的中上部設(shè)置有梯形填料塊，所述填料塊通過所述長條帽罩上的壓條固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板，其特征在于，下大上小傾斜的所述長條帽罩，其兩傾斜壁相對于垂線的傾斜角為10° 35° ;所述長條帽罩內(nèi)沿長度方向每隔50-80_設(shè)置一塊豎直隔板，將所述長條帽罩分割成幾個分區(qū)；所述長條罩帽頂部的兩個壁面對稱地向外開有分段式下傾式百葉窗，所述百葉窗在所述長條帽罩外側(cè)面沿長度方向開孔設(shè)置，所述百葉窗由數(shù)個間隔設(shè)置的下傾式長條片組成，每段百葉窗長與所述長條帽罩分區(qū)長度相等，所述長條帽罩兩傾斜側(cè)面的上百葉窗的開孔率為所述塔板開孔率的809^300%，占所述長條帽罩側(cè)面面積的30% — 80%，所述長條帽罩底部寬度比所述塔板的長條孔寬10 - 60mm，所述長條帽罩頂部寬度為10 — 40mm，所述長條帽罩高度為200 - 500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板，其特征在于，所述百葉窗各長條片相對與水平線較佳為下傾25飛0°，所述百葉窗各長條片寬和間隔為5 — 20mm所述百葉窗各段總長度為所述長條帽罩長度的90%_99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板，其特征在于，所述填料塊內(nèi)包含數(shù)組下部寬為20 60mm，上部寬為80 200mm，高度100 200mm的梯形分區(qū)；所述填料塊外壁是由帶有開孔的波紋板連接組成，內(nèi)部連接數(shù)個薄板間隔為數(shù)個分區(qū)，各分區(qū)通過鋼條穿過組裝，所述薄板間距與所述豎直隔板間隔相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種傾斜長條立體帽罩與規(guī)整填料塊耦合的復(fù)合塔板。它主要是通過將下大上小的傾斜長條帽罩內(nèi)部設(shè)置隔板形成分區(qū)，長條帽罩開孔設(shè)置分段的下傾百葉窗，所述百葉窗在所述長條帽罩外側(cè)面沿長度方向開孔設(shè)置，所述百葉窗由數(shù)個間隔設(shè)置的下傾式長條片組成，長條帽罩側(cè)面上百葉窗開孔率為塔板開孔率的80%到300%；傾斜長條帽罩外側(cè)設(shè)置規(guī)整填料塊，降低了壓降和霧沫夾帶，減少返混，強化了傳質(zhì)，大大提高了塔板傳質(zhì)效率、處理能力和塔內(nèi)空間的利用率。
文檔編號B01D3/20GK102908798SQ201210404809
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者田原宇, 喬英云 申請人:中國石油大學(華東)