專利名稱：一種傾斜長(zhǎng)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(jìn)一步提高傳質(zhì)性能傾斜長(zhǎng)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(guò)程。填料具有分離效率高、壓降小、處理能力大等優(yōu)點(diǎn)，但成本較大，操作彈性小，對(duì)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(cuò)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(yán)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(bào)的中國(guó)專利CN101480538A提到了一種新型傾斜長(zhǎng)條復(fù)合塔板采用傾斜長(zhǎng)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(wú)分區(qū)的傾斜長(zhǎng)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(kāi)設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)條孔12。各長(zhǎng)條孔12兩長(zhǎng)邊還向上延伸凸出，延伸的兩長(zhǎng)邊截面呈正八字形。如圖7所示，每個(gè)長(zhǎng)條孔12上方固定設(shè)置有一個(gè)底部與塔板11留有間隙的長(zhǎng)條罩帽13，長(zhǎng)條罩帽13可通過(guò)數(shù)個(gè)鋼腳件焊接于塔板11上，也可以由數(shù)個(gè)螺栓直接固定到外壁的固定圈上。如圖8所示，長(zhǎng)條罩帽13頂部的兩個(gè)壁面向外開(kāi)有下傾式百葉窗16，百葉窗16在長(zhǎng)條帽罩13外側(cè)面沿長(zhǎng)度方向開(kāi)孔設(shè)置。沿長(zhǎng)度方向長(zhǎng)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(gè)間隔設(shè)置的下傾式長(zhǎng)條片焊接在長(zhǎng)條帽罩5開(kāi)孔壁上組成。如圖7所示，兩個(gè)相鄰長(zhǎng)條帽罩13之間的中上部設(shè)置一個(gè)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(guò)長(zhǎng)條帽罩13上的固定壓條14固定。氣體經(jīng)各長(zhǎng)條孔12向上進(jìn)入各長(zhǎng)條罩帽13內(nèi)，一部氣體經(jīng)百葉窗16進(jìn)入填料塊15，還有一部分氣體經(jīng)長(zhǎng)條罩帽13底部與塔板11的間隙流動(dòng)。這種復(fù)合塔板充分利用塔內(nèi)空間，增加氣液接觸時(shí)間，強(qiáng)化了氣流混合強(qiáng)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(zhǎng)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(yán)重的液體返混，成為提高傳質(zhì)性能的瓶頸。至今為止，長(zhǎng)條帽罩內(nèi)的液體返混現(xiàn)象未見(jiàn)關(guān)注和解決，影響了垂直篩板傳質(zhì)性能的進(jìn)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(zhǎng)條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板，減少返混，進(jìn)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(guò)在塔板上開(kāi)有長(zhǎng)條孔，在長(zhǎng)條孔上對(duì)應(yīng)設(shè)置下大上小的傾斜長(zhǎng)條帽罩；且沿長(zhǎng)度方向?qū)㈤L(zhǎng)條帽罩內(nèi)設(shè)置豎直隔板形成分區(qū)，長(zhǎng)條帽罩外側(cè)面開(kāi)孔設(shè)置為分段的下傾百葉窗式，且傾斜的長(zhǎng)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(dòng)，延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間，提高塔板開(kāi)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(qiáng)化帽罩內(nèi)外的并流傳質(zhì)，同時(shí)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(shí)際運(yùn)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(zhǎng)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(kāi)設(shè)的多個(gè)長(zhǎng)條孔、多個(gè)內(nèi)部分區(qū)的梯形長(zhǎng)條帽罩、多個(gè)梯形填料塊和多個(gè)壓條；所述長(zhǎng)條帽罩底部到所述長(zhǎng)條孔有3-15_的間隙，所述兩個(gè)長(zhǎng)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(guò)所述長(zhǎng)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(zhǎng)條帽罩，其兩傾斜壁相對(duì)于垂線的傾斜角為10。 35° ;所述長(zhǎng)條帽罩內(nèi)沿長(zhǎng)度方向每隔50-80mm設(shè)置一塊豎直隔板，將所述長(zhǎng)條帽罩分割成幾個(gè)分區(qū)；所述長(zhǎng)條罩帽頂部的兩個(gè)壁面向外開(kāi)有分段下傾式百葉窗，所述百葉窗在所述長(zhǎng)條帽罩外側(cè)面沿長(zhǎng)度方向開(kāi)孔設(shè)置，所述百葉窗由數(shù)個(gè)間隔設(shè)置的下傾式長(zhǎng)條片組成，每段百葉窗長(zhǎng)與所述長(zhǎng)條帽罩分區(qū)長(zhǎng)度相等，所述長(zhǎng)條帽罩側(cè)面的上百葉窗的開(kāi)孔率為所述塔板開(kāi)孔率的809^300%，占所述長(zhǎng)條帽罩側(cè)面面積的30% — 80%，所述長(zhǎng)條帽罩底部寬度比所述塔板的長(zhǎng)條孔寬10 - 60mm，所述長(zhǎng)條帽罩頂部寬度為10 — 40mm，所述長(zhǎng)條帽罩聞度為200 — 500mm。根據(jù)上述構(gòu)思，所述百葉窗各長(zhǎng)條片相對(duì)與水平線較佳為下傾25飛0°，所述百葉窗各長(zhǎng)條片寬和間隔為5 — 20mm所述百葉窗各段總長(zhǎng)度為所述長(zhǎng)條帽罩長(zhǎng)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(kāi)孔的波紋板連接組成，內(nèi)部連接數(shù)個(gè)薄板間隔為數(shù)個(gè)部分，各部分通過(guò)鋼條穿過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)，充分利用了塔內(nèi)空間，成倍地增加了氣液接觸時(shí)間，強(qiáng)化了氣流混合強(qiáng)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(shí)由于傾斜長(zhǎng)條立體帽罩下大上小的結(jié)構(gòu)，塔板開(kāi)孔率可高達(dá)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(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了并流傳質(zhì)，達(dá)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(zhǎng)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(zhǎng)條帽罩的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖4是傾斜長(zhǎng)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(zhǎng)條帽罩的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)注說(shuō)明I.塔板2.長(zhǎng)條孔3.填料塊4.隔板5.長(zhǎng)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(zhǎng)條孔、13長(zhǎng)條帽罩、14壓條、15填料塊、16百葉窗。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)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(zhǎng)條孔2、帶有分區(qū)的傾斜長(zhǎng)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(kāi)有相當(dāng)于其面積10% —60%的長(zhǎng)條矩形孔，矩形孔寬60mm，長(zhǎng)為板長(zhǎng)的90%;長(zhǎng)條孔2和長(zhǎng)條帽罩5的長(zhǎng)度根據(jù)所處位置的外壁長(zhǎng)度方向間距來(lái)定，中間的長(zhǎng)，兩邊的短。在長(zhǎng)條孔2上設(shè)置一個(gè)底部與塔板留有3 15mm間隙的長(zhǎng)條罩帽5，長(zhǎng)條罩帽5可通過(guò)數(shù)個(gè)鋼腳件焊接于塔板I上，也可以由數(shù)個(gè)螺栓直接固定到外壁的固定圈上。長(zhǎng)條罩帽5底部到長(zhǎng)條孔2較佳具有3-15mm的間隙，下大上小傾斜的長(zhǎng)條罩帽5的兩傾斜壁相對(duì)于垂線的傾斜角:Γ35°。如圖3所示，長(zhǎng)條罩帽5頂部的兩個(gè)壁面向外開(kāi)有下傾式百葉窗51,百葉窗51在長(zhǎng)條帽罩5外側(cè)面沿長(zhǎng)度方向開(kāi)孔設(shè)置。長(zhǎng)條帽罩5內(nèi)沿長(zhǎng)度方向每隔60mm較佳焊接或螺接設(shè)置一塊豎直隔板，將長(zhǎng)條帽罩5分割成多個(gè)分區(qū)，以減少長(zhǎng)條帽罩內(nèi)外的液體返混。沿長(zhǎng)度方向長(zhǎng)條帽罩5外側(cè)面對(duì)稱地開(kāi)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(shí)施例中是由數(shù)個(gè)間隔設(shè)置的下傾式長(zhǎng)條片焊接在長(zhǎng)條帽罩5開(kāi)孔壁上組成，長(zhǎng)條帽罩5兩傾斜側(cè)面上百葉窗51條孔開(kāi)孔率為塔板I開(kāi)孔率的80%^300%,占長(zhǎng)條帽罩5側(cè)面面積的30% — 80%;分段下傾式百葉窗51各長(zhǎng)條片相對(duì)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(zhǎng)條片單向向下流出，且不會(huì)出現(xiàn)亂流返混。百葉窗51各長(zhǎng)條片寬和間隔為5 — 20mm，沿帽罩長(zhǎng)度方向按帽罩內(nèi)分區(qū)長(zhǎng)度分段，總長(zhǎng)度為帽罩長(zhǎng)度的90%-99% ;長(zhǎng)條帽罩5底部寬度比塔板I的長(zhǎng)條孔2寬10-60mm，長(zhǎng)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(dá)較佳實(shí)施效果。長(zhǎng)條帽罩5頂部寬度為10-40mm，長(zhǎng)條帽罩5高度為200-500mm。如圖2、圖5、圖6所示，兩個(gè)相鄰長(zhǎng)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(kāi)孔的波紋板7連接組成一個(gè)截面呈梯形的長(zhǎng)條狀，其形狀與兩個(gè)長(zhǎng)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(gè)薄板8間隔為數(shù)個(gè)部分，并且，各部分通過(guò)兩個(gè)鋼條9穿過(guò)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(guò)長(zhǎng)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(zhǎng)條帽罩5頂部的板件，與長(zhǎng)條帽罩5長(zhǎng)度相同，能壓住固定填料塊3避免脫出。實(shí)施例2，各長(zhǎng)條孔2用長(zhǎng)條正八字噴孔代替長(zhǎng)條矩形孔，孔寬為40mm，其余同實(shí)施例I相同。實(shí)施例3，各長(zhǎng)條孔2用長(zhǎng)條噴嘴孔(孔的4邊都向上延伸)代替長(zhǎng)條矩形孔，孔寬為80mm,其余同實(shí)例I相同。本發(fā)明所提供的傾斜長(zhǎng)條立體帽罩與規(guī)整填料耦合的復(fù)合塔板經(jīng)實(shí)驗(yàn)室冷模實(shí)驗(yàn)測(cè)定，空塔氣速O. 5 — 10. Om/s范圍內(nèi)，空氣默佛里板效率超過(guò)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(dòng)能因子高達(dá)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(zhǎng)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(shí)提高到17噸/小時(shí)，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(biāo)水含量由180ppm下降到小于70ppm,質(zhì)量由不合格變?yōu)閲?guó)優(yōu)品,節(jié)能大于50%以上,打破了國(guó)內(nèi)外高效塔板改造舊塔處理能力不超過(guò)I倍，同時(shí)板效率提高幅度不大的限制，實(shí)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(biāo)，節(jié)省了改造投資和施工周期，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過(guò)其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開(kāi)的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說(shuō)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(zhǎng)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(gè)內(nèi)部分區(qū)的梯形長(zhǎng)條帽罩、多個(gè)梯形填料塊和多個(gè)壓條；所述塔板上開(kāi)設(shè)多個(gè)長(zhǎng)條孔；所述長(zhǎng)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(gè)長(zhǎng)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(guò)所述長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)條帽罩，其兩傾斜壁相對(duì)于垂線的傾斜角為10° 35° ;所述長(zhǎng)條帽罩內(nèi)沿長(zhǎng)度方向每隔50-80_設(shè)置一塊豎直隔板，將所述長(zhǎng)條帽罩分割成幾個(gè)分區(qū)；所述長(zhǎng)條罩帽頂部的兩個(gè)壁面對(duì)稱地向外開(kāi)有分段式下傾式百葉窗，所述百葉窗在所述長(zhǎng)條帽罩外側(cè)面沿長(zhǎng)度方向開(kāi)孔設(shè)置，所述百葉窗由數(shù)個(gè)間隔設(shè)置的下傾式長(zhǎng)條片組成，每段百葉窗長(zhǎng)與所述長(zhǎng)條帽罩分區(qū)長(zhǎng)度相等，所述長(zhǎng)條帽罩兩傾斜側(cè)面的上百葉窗的開(kāi)孔率為所述塔板開(kāi)孔率的809^300%，占所述長(zhǎng)條帽罩側(cè)面面積的30% — 80%，所述長(zhǎng)條帽罩底部寬度比所述塔板的長(zhǎng)條孔寬10 - 60mm，所述長(zhǎng)條帽罩頂部寬度為10 — 40mm，所述長(zhǎng)條帽罩高度為200 - 500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傾斜長(zhǎng)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(zhǎng)條片相對(duì)與水平線較佳為下傾25飛0°，所述百葉窗各長(zhǎng)條片寬和間隔為5 — 20mm所述百葉窗各段總長(zhǎng)度為所述長(zhǎng)條帽罩長(zhǎng)度的90%_99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傾斜長(zhǎng)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(kāi)孔的波紋板連接組成，內(nèi)部連接數(shù)個(gè)薄板間隔為數(shù)個(gè)分區(qū)，各分區(qū)通過(guò)鋼條穿過(guò)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(zhǎng)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(guò)將下大上小的傾斜長(zhǎng)條帽罩內(nèi)部設(shè)置隔板形成分區(qū)，長(zhǎng)條帽罩開(kāi)孔設(shè)置分段的下傾百葉窗，所述百葉窗在所述長(zhǎng)條帽罩外側(cè)面沿長(zhǎng)度方向開(kāi)孔設(shè)置，所述百葉窗由數(shù)個(gè)間隔設(shè)置的下傾式長(zhǎng)條片組成，長(zhǎng)條帽罩側(cè)面上百葉窗開(kāi)孔率為塔板開(kāi)孔率的80%到300%；傾斜長(zhǎng)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(qiáng)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(hào)B01D3/20GK102908798SQ201210404809
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)