本發(fā)明創(chuàng)造屬于塔設(shè)備內(nèi)構(gòu)件領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型塔盤。

背景技術(shù)：

塔設(shè)備是化工、煉油、食品、醫(yī)藥及環(huán)境保護(hù)等部門中一種重要的單元操作設(shè)備，塔設(shè)備使氣相與液相充分接觸，來(lái)實(shí)現(xiàn)相際間傳質(zhì)和傳熱的目的，對(duì)于板式塔而言，實(shí)現(xiàn)該目的的核心部件就是塔板。塔板是主要的氣液、液液接觸元件，塔板性能優(yōu)劣不僅影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，還影響經(jīng)濟(jì)效益、能耗、產(chǎn)值和環(huán)境。

現(xiàn)有塔板的形式主要有：篩孔塔板、泡罩塔板、浮閥塔板以及各種穿流塔板，每種塔板都有適用的領(lǐng)域，篩孔塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是操作彈性??；泡罩塔板操作彈性較大，塔板不易堵塞，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，板上液層厚，塔板壓降大，生產(chǎn)能力及板效率較低，由于齒縫開(kāi)度是固定的，對(duì)蒸汽負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)性能不好，氣速小時(shí)，氣液接觸不好，氣速大時(shí)，又易使蒸汽吹開(kāi)液體；浮閥塔的操作彈性較大，氣液攪動(dòng)較好，霧沫夾帶小，接觸時(shí)間長(zhǎng)，傳質(zhì)效果好，在石化領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。因此，各內(nèi)件商對(duì)浮閥的研究較多。目前，市場(chǎng)浮閥種類繁多，圓形閥、矩形閥、梯形閥、菱形閥等，但是仍然存在一些問(wèn)題：(1)液體進(jìn)入塔盤后，呈中間流速大，兩側(cè)弓形區(qū)流速較慢形成一定的滯留區(qū)，傳質(zhì)面積不能充分利用；(2)氣體沿閥孔的周邊噴出，仍然有液體的逆向混合，傳質(zhì)效率低；(3)塔盤上液面梯度比較大，氣體在穿過(guò)閥孔時(shí)分布不均勻；(4)受浮閥本身結(jié)構(gòu)所限，塔盤布閥方式較單一，空間利用率低，操作彈性受限，已不能滿足增產(chǎn)、提質(zhì)、降耗的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種大通量氣液均布的新型塔盤，以解決現(xiàn)有技術(shù)中操作彈性小、傳質(zhì)效率低、氣流分散不均勻、氣液接觸不充分的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種大通量氣液均布的新型塔盤，包括塔板、閥孔及浮閥；所述浮閥包括閥片、閥腿、及定距條；其中，所述閥片邊緣由外凸弧形及凹弧形交錯(cuò)排布，所述外凸弧形構(gòu)成的凸部及凹弧形構(gòu)成的凹部分別有三個(gè)，三個(gè)所述凸部的曲率半徑相同，三個(gè)所述凹部的曲率半徑相同，且所述凸部的曲率半徑小于等于所述凹部的曲率半徑；所述閥腿垂直固定于所述凸部下端面，所述閥腿有三個(gè)，所述閥腿等距間隔分布；每個(gè)所述凹部的弧形邊緣中間處向下沖壓成所述定距條。

進(jìn)一步的，所述定距條的豎直高度為1.5～3mm；所述閥片周邊向下傾斜。

進(jìn)一步的，所述閥腿的高度為8-12mm。

進(jìn)一步的，所述閥腿底端設(shè)有有可卡在所述塔板下表面的折邊。

進(jìn)一步的，所述閥片上開(kāi)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向孔上固設(shè)有傾斜支起的導(dǎo)向閥片；所述導(dǎo)向孔為舌形、梯形、矩形、圓形或三角形。

進(jìn)一步的，所述塔板上設(shè)有數(shù)排互相平行的所述浮閥；所述浮閥按照所述凹部正對(duì)入口堰，所述凸部正對(duì)出口堰放置；相鄰兩排的所述浮閥之間交錯(cuò)排布；后一排的所述浮閥的兩個(gè)凸部與前一排與其距離最近的所述浮閥的凹部相對(duì)應(yīng)，呈三角形排布。

進(jìn)一步的，所述閥孔的邊緣形狀與所述閥片邊緣形狀相同；所述閥孔開(kāi)設(shè)方向與所述浮閥放置方向一致。

進(jìn)一步的，所述閥腿中包括兩條窄閥腿，所述窄閥腿之間的凹部面向入口堰。

一種固閥塔盤，包括塔板、閥孔及固閥；所述固閥包括閥片及閥腿，其特征在于：所述閥片邊緣由外凸弧形及凹弧形交錯(cuò)排布，所述外凸弧形構(gòu)成的凸部及凹弧形構(gòu)成的凹部分別有三個(gè)，三個(gè)所述凸部的曲率半徑相同，三個(gè)所述凹部的曲率半徑相同，且所述凸部的曲率半徑小于等于所述凹部的曲率半徑；所述閥腿有三個(gè)，所述閥腿等距間隔分布，所述閥腿一端固定于所述凸部下端面，另一端與所述塔板固定連接。

進(jìn)一步的，所述塔板上設(shè)有數(shù)排互相平行的所述固閥；所述固閥按照所述凹部面向入口堰，所述凸部面向出口堰設(shè)置；相鄰兩排的所述固閥之間錯(cuò)開(kāi)排布；后一排的所述固閥的兩個(gè)凸部與前一排與其距離最近的所述固閥的凹部相對(duì)應(yīng)，呈三角形排布。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種大通量氣液均布的新型塔盤具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)本發(fā)明創(chuàng)造所述的浮閥具有獨(dú)特的閥片外形，閥片邊緣的外凸弧形及凹弧形交錯(cuò)排布的結(jié)構(gòu)使得相同面積潤(rùn)濕周長(zhǎng)增加，氣液接觸面積增加，傳質(zhì)效率提高；氣相進(jìn)入塔盤后經(jīng)由閥片下端面沿弧形邊緣流出，分散成直徑很小的氣流，氣流分散的均勻而細(xì)密，兩相接觸更充分，利于兩相的傳質(zhì)，同時(shí)霧沫夾帶量明顯變小，操作彈性變大；定距條的設(shè)計(jì)，閥片和塔板接觸面很小，避免閥片粘在塔板上，同時(shí)當(dāng)浮閥完全關(guān)閉時(shí)，確保閥片與塔板之間有一定間隙，保證氣相負(fù)荷很小時(shí)仍有氣體進(jìn)入上層塔板。

(2)本發(fā)明創(chuàng)造所述的浮閥由于其獨(dú)特的閥片結(jié)構(gòu)，使得浮閥有了其獨(dú)特的排布方式。通過(guò)相鄰兩排交錯(cuò)排布，相鄰兩排的浮閥的凹部及凸部互相配合，排布均勻而緊密，充分利用了空間，開(kāi)孔率增加，增大了處理量，可適用于大氣量場(chǎng)合；同時(shí)這種獨(dú)特的排布方式，液體通道曲折，增加了液體的流經(jīng)長(zhǎng)度，使得塔盤上液體的停留時(shí)間方差更小，塔盤上液體停留時(shí)間增長(zhǎng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了氣液傳質(zhì)，提高了整個(gè)塔盤的傳質(zhì)效率。

(3)本發(fā)明創(chuàng)造所述的閥孔具有與閥片形狀相同的曲線邊緣，增加了單位閥孔面積的周邊長(zhǎng)，利于氣體的分散；且因?yàn)殚y片與閥孔邊緣形狀相同，放置方向一致，閥腿可卡合在閥孔的三個(gè)凸部位置，使浮閥只能在豎直方向上移動(dòng)而不能在水平方向上旋轉(zhuǎn)，防止了閥片磨損和脫落。

(4)本發(fā)明創(chuàng)造所述的浮閥的閥片上還設(shè)有舌形、梯形等固閥結(jié)構(gòu)，起到了二次傳質(zhì)和導(dǎo)向的作用，改善了閥片上表面的氣液接觸情況；閥片邊緣向下傾斜的設(shè)計(jì)，使氣液接觸時(shí)加強(qiáng)了湍動(dòng)作用，同時(shí)減小相鄰浮閥之間氣體的對(duì)沖，進(jìn)一步減少了霧沫夾帶，提高了浮閥操作上限。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造浮閥立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明創(chuàng)造具有導(dǎo)向孔的浮閥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明創(chuàng)造浮閥塔盤排列布置圖；

圖4為本發(fā)明創(chuàng)造浮閥塔盤排布立體示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-浮閥；2-塔板；3-閥孔；11-閥片；12-閥腿；13-定距條；14-凸部；15-凹部；16-折邊；17-窄閥腿；18-導(dǎo)向孔；19-凸起部；110-導(dǎo)向閥片。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種大通量氣液均布的新型塔盤，包括塔板2、閥孔3及浮閥1；浮閥1包括閥片11、閥腿12及定距條13；其中閥片11邊緣由外凸弧形及凹弧形交錯(cuò)排布，外凸弧形構(gòu)成的凸部14及凹弧形構(gòu)成的凹部15分別有三個(gè)，三個(gè)凸部14的曲率半徑相同，三個(gè)凹部15的曲率半徑相同，且三個(gè)凸部14的曲率半徑小于等于三個(gè)凹部15的曲率半徑，(優(yōu)選凸部14的曲率半徑等于凹部15的曲率半徑)；不同浮閥1的閥片11之間通過(guò)凹部15及凸部14可以互相配合；閥片11邊緣處可向下傾斜，減少相鄰浮閥1之間流出的氣體對(duì)沖。

閥腿12垂直固定于凸部14下端面，閥腿12有三個(gè)，閥腿12等距間隔分布；閥腿12底端設(shè)有可抵接在塔板2下表面的折邊16，折邊16是在加工過(guò)程中由閥腿12底端直接垂直壓彎而成，閥腿12的高度為8-12mm(本實(shí)施例中優(yōu)選10mm)，當(dāng)浮閥1全開(kāi)時(shí)保證閥片11下端面距塔板2上端面的豎直高度為8-12mm。

每個(gè)凹部15的弧形邊緣中間處向下沖壓成定距條13，定距條13的豎直高度可以設(shè)計(jì)為1.5～3mm(本實(shí)施例中優(yōu)選2.5mm)，即定距條13抵接到塔板2上端面時(shí)，閥片11下端面距塔板2上端面的豎直高度為1.5～3mm。

如圖3、圖4所示，塔板2上設(shè)有數(shù)排互相平行的浮閥1；浮閥1按照凹部15面向入口堰，凸部14面向出口堰方向放置；相鄰兩排的浮閥1之間交錯(cuò)排布；后一排的浮閥1的兩個(gè)凸部14與前一排與其距離最近的浮閥1的凹部15相對(duì)應(yīng)，呈三角形排布。不同浮閥1所具有的弧線形的凹部15與凸部14交錯(cuò)排布的結(jié)構(gòu)，使得浮閥1在塔板2上擁有高密度的排布方式，相鄰兩排浮閥1的凸部14及凹部15相互配合，充分利用了空間，增大了處理量。

閥孔3的邊緣形狀與閥片11邊緣形狀相同，閥孔3開(kāi)設(shè)方向與浮閥1放置方向一致；閥腿12活動(dòng)卡合在閥孔3外凸弧形構(gòu)成的凸邊邊緣處。閥孔3的弧線形邊緣提高了塔板2的開(kāi)孔率，同時(shí)閥腿12活動(dòng)卡合在閥孔3凸邊邊緣處，只能隨氣量的大小在豎直方向上移動(dòng)，不能在水平方向上旋轉(zhuǎn)，防止閥片11的磨損及脫落。

如圖1所示為了方便安裝，優(yōu)選的將閥腿12設(shè)計(jì)成包括兩條窄閥腿17，窄閥腿17的下端側(cè)面設(shè)有有一與折邊16起到相同功能的凸起部19，凸起部19可在水平方向彎折90度，安裝時(shí)保證窄閥腿17之間的凹部15面向入口堰，將浮閥1放入閥孔3中，然后將窄閥腿17的凸起部19沿水平方向向外90度彎折，即可將浮閥1順利卡在塔板上，安裝方便。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1不同的是，如圖2所示，閥片11上可以設(shè)有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向孔18，導(dǎo)向孔18上固設(shè)有傾斜支起的導(dǎo)向閥片110，導(dǎo)向閥片110的邊緣形狀與導(dǎo)向孔18的邊緣形狀相對(duì)應(yīng)；導(dǎo)向孔18為舌形、梯形、矩形、圓形或三角形，導(dǎo)向閥片110和導(dǎo)向孔18是在閥片上直接采取沖壓工藝而制成。

實(shí)施例3

在本發(fā)明創(chuàng)造的具體實(shí)施方式中，還可以采用相同結(jié)構(gòu)的固閥塔盤，一種固閥塔盤，包括塔板、閥孔及固閥；固閥包括閥片及閥腿，閥片邊緣由外凸弧形及凹弧形交錯(cuò)排布，外凸弧形構(gòu)成的凸部及凹弧形構(gòu)成的凹部分別有三個(gè)，三個(gè)凸部的曲率半徑相同，三個(gè)凹部的曲率半徑相同，且凸部的曲率半徑小于等于凹部的曲率半徑，優(yōu)選凸部曲率半徑與凹部曲率半徑相同；閥腿有三個(gè)，閥腿等距間隔分布，閥腿一端固定于凸部下端面，另一端與塔板固定連接。

塔板上設(shè)有數(shù)排互相平行的固閥；固閥按照凹部面向入口堰，凸部面向出口堰設(shè)置；相鄰兩排的固閥之間錯(cuò)開(kāi)排布；后一排的固閥的兩個(gè)凸部與前一排與其距離最近的固閥的凹部相對(duì)應(yīng)，呈三角形排布。

本發(fā)明創(chuàng)造提出的一種大通量氣液均布的新型塔盤的工作原理如下：

在本發(fā)明創(chuàng)造工作時(shí)，氣相從塔板2的下方經(jīng)由閥孔3吹入到閥片11底面，大部分的氣相沿閥片11周邊特殊的弧形邊緣與閥孔3的弧形邊緣之間均勻流出，另一部分氣體從開(kāi)設(shè)在閥片11上的導(dǎo)向孔18流出；液體經(jīng)由塔盤從入口堰處向降液管出口堰流動(dòng)，經(jīng)過(guò)排布均勻緊密的浮閥1，液體通道曲折，液體流經(jīng)長(zhǎng)度增加，浮閥1結(jié)構(gòu)特殊，相同面積潤(rùn)濕周長(zhǎng)增加，氣液兩相充分接觸，均勻分布,，在提高了單位閥的傳質(zhì)效率同時(shí)，經(jīng)由浮閥1特殊的結(jié)構(gòu)提供了一種高開(kāi)孔率的排布方式又進(jìn)一步提高了整個(gè)塔盤的傳質(zhì)效率，同時(shí)提高了處理量。

當(dāng)沒(méi)有氣量或氣量較小時(shí)，浮閥1通過(guò)定距條13確保閥片11與塔盤之間仍有間隙；隨時(shí)氣量的增大，浮閥1向上抬升至閥腿12底端的折邊16抵接在塔板2下端面，達(dá)到全開(kāi)狀態(tài)。

本發(fā)明創(chuàng)造采用如下條件進(jìn)行試驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)選擇本新型大通量氣液均布的新型塔盤及F1型浮閥塔盤在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

選擇直徑為1.2m的試驗(yàn)塔，下端設(shè)有氣體分布器，頂部設(shè)有絲網(wǎng)除沫器，內(nèi)設(shè)兩塊塔盤，弓形降液管的面積占塔截面積的10％，堰長(zhǎng)890mm，堰高50mm，開(kāi)孔率15.6％，空塔氣速1.0-3.4m/s，水流量5-110m³/h。在相同條件下，對(duì)采用兩種不同塔盤的塔進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)板壓降、霧沫夾帶、漏液以及氧解吸效率進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該新型浮閥壓降平均下降了24％；板效率提高了25％；霧沫夾帶及漏液現(xiàn)象明顯變小，操作上限提高了15％、下限降低了8％。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。