本實(shí)用新型屬于化工和環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是氣液傳質(zhì)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)可調(diào)節(jié)型板式塔，可以廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶煉、輕工等行業(yè)的蒸餾、吸收、分離、洗滌、凈化等工藝過程。

背景技術(shù)：

板式塔，通常由殼體和水平設(shè)置的塔板組成，是一種應(yīng)用非常廣泛的氣液傳質(zhì)設(shè)備。板式塔也是常見的鼓泡型洗滌器，塔板上分布大量氣孔供氣相通過，氣液接觸在塔板上的鼓泡層進(jìn)行，液相由水泵泵送從塔頂向下噴淋，氣流穿過液層時形成大量氣泡并不斷破裂和更新，在鼓泡區(qū)將粉塵捕集下來，常采用多層塔板以提高凈化效率。板式塔較好地兼顧了處理通量、凈化性能和運(yùn)行能耗，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、操作彈性小、安裝要求高。

板式塔的主要構(gòu)件是塔板，塔板的主要構(gòu)造包括篩孔、溢流堰和降液管。篩孔是塔板上的氣體通道。溢流堰高于塔板一點(diǎn)高度，用于控制塔板上的液層高度，以保證氣液兩相在塔板上有足夠的接觸表面。降液管是液體從上層塔板流至下層塔板或塔底的通道。通常，板式塔在正常工作時，液體從上層塔板的降液管流出，橫向流過開有篩孔的塔板，翻越溢流堰，進(jìn)入該層塔板的降液管，流向下層塔板。降液管的下端必須保持液封，使液體能從降液管底部流出而氣體不能竄入降液管。

由于板式塔產(chǎn)生后長期應(yīng)用于化工行業(yè)的蒸餾、分離和吸收過程，此后在應(yīng)用板式塔進(jìn)行廢氣凈化處理時，現(xiàn)有板式塔的結(jié)構(gòu)存在很多缺點(diǎn)：廢氣凈化系統(tǒng)的流量通常較大，而現(xiàn)有板式塔的溢流堰、降液管分置于塔體兩側(cè)，所占的塔板面積大，減少了氣相的流通面積和處理流量；廢氣凈化過程要求系統(tǒng)壓降較低，而現(xiàn)有板式塔液相橫向流過塔板翻越溢流堰，形成傾斜的液面，增大了液位高度和氣相阻力，從而增大了能耗。此外，廢氣凈化過程的氣體經(jīng)常夾帶顆粒物或粘稠物，現(xiàn)有板式塔的塔板組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溢流堰和降液管構(gòu)件常常存有死區(qū)，容易引起顆粒物或粘稠物淤積堵塞，而且難以清理。

為了解決上述問題，懸掛式降液管塔板被應(yīng)用于廢氣凈化系統(tǒng)中。在普通塔板上設(shè)置懸掛式的降液管，不需要在塔身兩側(cè)另設(shè)溢流堰和降液管，可以有效利用塔內(nèi)空間，增大氣體流量。在懸掛式降液管的底部開有若干縫隙，但是降液管底部的開孔率設(shè)計比較困難、操作彈性小，開孔率大則氣體容易竄入降液管內(nèi)形成短路，開孔率小則液體不能順利流出形成液泛。而且，溢流堰或降液管底部的死區(qū)也容易由于顆粒物或粘稠物的淤積而堵塞，使板式塔無法正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種自適應(yīng)可調(diào)節(jié)型板式塔，既可以調(diào)控溢流高度的設(shè)定值，又可以實(shí)現(xiàn)所設(shè)定溢流高度的控制。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：

自適應(yīng)可調(diào)節(jié)型板式塔，包括塔體、進(jìn)氣口、出氣口、至少一層塔板，所述塔板上設(shè)有多個篩孔和一組穿過塔板的降液管；所述降液管的頂部設(shè)進(jìn)液口，所述進(jìn)液口高出所述塔板的上表面，所述降液管的下部設(shè)有彈性降液管道；當(dāng)降液管內(nèi)沒有液體流入時，所述彈性降液管道至少部分處于閉合狀態(tài)；當(dāng)降液管內(nèi)流入液體且液體重力大于開啟彈性降液管道的閉合部分的彈性力時，彈性降液管道的閉合部分在液體重力作用下張開使液體流出；降液管內(nèi)的液位越高，彈性降液管道的開度越大，從而可以自適應(yīng)地調(diào)控塔板上液層的高度。由于降液管的液流截面積是隨液位變化的，沒有液流時處于閉合狀態(tài)，就既能實(shí)現(xiàn)液體快速流出，又能避免氣體竄入降液管內(nèi)形成短路，保證氣體與液體實(shí)現(xiàn)有效的逆流接觸。

其中，所述進(jìn)氣口設(shè)置在所述塔體下部、塔底液面以上的位置；所述出氣口設(shè)置在所述塔體上部、最上層塔板上的鼓泡層以上的位置；氣體在壓差作用下從進(jìn)氣口流入塔體，自下而上通過篩孔和塔板上的鼓泡層，從出氣口流出；塔板上的液位高于降液管頂部的進(jìn)液口時，液體進(jìn)入降液管流向下方；降液管頂部的進(jìn)液口與塔板上表面之間的高度差稱為溢流高度Lf，改變溢流高度Lf可以控制鼓泡層的液位高度，進(jìn)而控制板式塔的壓降和氣液傳質(zhì)效率。

作為優(yōu)選，所述彈性降液管道由硅膠或橡膠制成，當(dāng)然也可以采用其他彈性材料制成。

作為優(yōu)選，所述彈性降液管道的閉合部分在液體重力作用下要克服其彈性力而張開的液體重力的最小值所對應(yīng)的臨界液位高度大于板式塔的溢流高度，從而避免氣體竄入降液管內(nèi)。如果所述彈性降液管道內(nèi)的液位高度小于該臨界液位高度，即液體重力小于所述彈性降液管道的閉合部分的彈性力，則彈性降液管道仍然處于閉合狀態(tài)。

通常，板式塔的溢流高度需要預(yù)先計算設(shè)定，設(shè)備加工和安裝運(yùn)行后很難進(jìn)行調(diào)節(jié)。而本實(shí)用新型所提供的自適應(yīng)可調(diào)節(jié)的板式塔，可以容易地上下調(diào)節(jié)降液管的安裝高度來改變溢流高度，從而調(diào)控板式塔的運(yùn)行狀態(tài)和性能。

作為一種優(yōu)選方案，所述降液管與所述塔板之間采用螺紋連接，從而可以方便地上下調(diào)節(jié)降液管與塔板之間的相對高度；所述降液管與所述彈性降液管道之間采用過盈配合漲緊連接或通過卡箍進(jìn)行連接。

作為另一種優(yōu)選方案，所述彈性降液管道自上至下依次包括柱形插接段、錐形過渡段和彈性閉合段，所述柱形插接段的頂端周側(cè)向外翻折形成翻邊；所述彈性降液管道通過所述翻邊與塔板上的安裝孔卡合連接，所述降液管的下端插接入所述彈性降液管道的柱形插接段內(nèi)；所述降液管可沿所述柱形插接段上下調(diào)節(jié)安裝位置，從而調(diào)節(jié)進(jìn)液口與塔板上表面的高度差，即溢流高度Lf。

作為優(yōu)選，相鄰層塔板上所安裝的降液管在垂直投影平面上的位置交錯布置。

由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有至少以下有益效果：既可以通過調(diào)節(jié)降液管的安裝位置來改變溢流高度的設(shè)定值，又可以通過彈性降液管道自適應(yīng)調(diào)控降液管的液流速度，以實(shí)現(xiàn)所設(shè)定溢流高度的控制。與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本實(shí)用新型中不存在降液管或溢流堰的底部死區(qū)，可以避免顆粒物或粘稠物的淤積堵塞，其結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定、便于維護(hù)。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的主要結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是塔板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一中降液管內(nèi)沒有液體流入時彈性降液管道的狀態(tài)及結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一中降液管內(nèi)存有液體的重力大于開啟彈性降液管道的閉合部分的彈性力時的狀態(tài)及結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二中降液管內(nèi)沒有液體流入時彈性降液管道的狀態(tài)及結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二中降液管內(nèi)存有液體的重力大于開啟彈性降液管道的閉合部分的彈性力時的狀態(tài)及結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二中相鄰層塔板上的安裝孔分布結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-塔體；2-進(jìn)氣口；3-出氣口；4-塔板；41-篩孔；42-安裝孔；43-降液管；44-進(jìn)液口；45-彈性降液管道；451-柱形插接段；452-錐形過渡段；453-彈性閉合段；454-翻邊；5-噴液裝置；6-除霧裝置；7-鼓泡層；8-排液口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本實(shí)用新型的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一

如圖1至圖4所示，自適應(yīng)可調(diào)節(jié)型板式塔，包括塔體1、進(jìn)氣口2、出氣口3、一層或多層塔板4，本實(shí)施例中塔體1為筒狀，也可以為其他形狀；塔板4以兩層為例，當(dāng)然塔板也可以設(shè)置為一層、三層或更多層，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；所述進(jìn)氣口2設(shè)置在所述塔體1下部、塔底液面以上的位置；所述出氣口3設(shè)置在所述塔體1上部、最上層塔板4上的鼓泡層7以上的位置；塔體1上部設(shè)有噴液裝置5和除霧裝置6，塔體1底部設(shè)有排液口8，其中，噴液裝置5和除霧裝置6可以采用本領(lǐng)域公知常用結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，不再詳述；

參考圖2，所述塔板4上設(shè)有大量篩孔41，還設(shè)有一組安裝孔42(以4個為例)，所述安裝孔42內(nèi)安裝有穿過塔板4的降液管43；所述降液管43的頂部設(shè)進(jìn)液口44，所述進(jìn)液口44高出所述塔板4的上表面，所述降液管43的下部設(shè)有由硅膠、橡膠或其它彈性材料制成的彈性降液管道45；

所述降液管43與所述塔板4之間采用螺紋連接，從而可以方便地上下調(diào)節(jié)降液管43與塔板4之間的相對高度，來改變溢流高度以調(diào)控板式塔的運(yùn)行狀態(tài)和性能；所述降液管43與所述彈性降液管道45之間采用過盈配合漲緊連接，或通過卡箍進(jìn)行連接。

所述板式塔內(nèi)氣液兩相逆流操作，在塔板4上的鼓泡層實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)過程。氣體在壓差作用下從進(jìn)氣口2流入塔體1，自下而上從降液管43周圍的篩孔41通過塔板4上的鼓泡層7，從出氣口3流出；液體由泵輸送到最上層塔板的上方流下，在塔板4上形成具有一定高度的液層，氣體穿過所述塔板4的篩孔41后，與塔板4上的液層進(jìn)行氣液接觸，形成大量氣泡并不斷破裂和更新。塔板4上的液位高于降液管43頂部的進(jìn)液口44時，液體進(jìn)入降液管43流向下層塔板或塔底。由于液層的上層存在大量不斷破裂和更新的氣泡，因而塔板上的液位是動態(tài)波動的，液面高于所述降液管頂部的進(jìn)液口時，就會流入降液管內(nèi)。

現(xiàn)有板式塔的降液器或降液管沒有調(diào)控液體流速的作用，而本實(shí)用新型所述降液管的彈性降液管道的液流截面積隨降液管內(nèi)的液位變化而改變，參考圖3，當(dāng)降液管43內(nèi)沒有液體流入時，所述彈性降液管道45處于閉合狀態(tài)；參考圖4，當(dāng)降液管43內(nèi)存有液體的重力大于開啟彈性降液管道45的閉合部分的彈性力時，彈性降液管道45的閉合部分在液體重力作用下張開使液體流出；降液管內(nèi)的液位越高則液體重力越大，彈性降液管道45的開度也越大，液體流出的速度就越快，從而可以自適應(yīng)地調(diào)控塔板上液層的高度。由于降液管的液流截面積是隨液位變化的，沒有液流時處于閉合狀態(tài)，就既能實(shí)現(xiàn)液體快速流出，又能避免氣體竄入降液管內(nèi)形成短路，保證氣體與液體實(shí)現(xiàn)有效的逆流接觸。

最好，所述彈性降液管道45在液體重力作用下要克服其閉合部分的彈性力而張開，所需的液體重力的最小值，所對應(yīng)的臨界液位高度Lmin大于板式塔的溢流高度Lf。這樣，當(dāng)降液管內(nèi)的液位L小于Lmin時，彈性降液管道45處于閉合狀態(tài)，從而避免氣體竄入降液管內(nèi)而不經(jīng)由塔板和鼓泡層流出。

本實(shí)施例所提供的自適應(yīng)可調(diào)節(jié)型板式塔，既可以通過調(diào)節(jié)降液管43的安裝位置來改變溢流高度的設(shè)定值，又可以通過降液管43下部的彈性降液管道45自適應(yīng)調(diào)控液流速度以實(shí)現(xiàn)所設(shè)定溢流高度的控制，結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定、便于維護(hù)。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)原理基本相同，相同之處不再進(jìn)行贅述，其區(qū)別僅在于降液管43與彈性降液管道45的安裝結(jié)構(gòu)。

參考圖5和圖6，本實(shí)施例中所述彈性降液管道45自上至下依次包括柱形插接段451、錐形過渡段452和彈性閉合段453，所述柱形插接段451的頂端周側(cè)向外翻折形成翻邊454；所述彈性降液管道45通過所述翻邊454與塔板4上的安裝孔卡合連接，所述降液管43為直管，安裝時先將降液管43的下端插接入所述彈性降液管道45的柱形插接段451內(nèi)，再將彈性降液管道45插入塔板4上的安裝孔內(nèi)，通過翻邊454與塔板4卡接，安裝簡便牢固，降液管不容易脫落；所述降液管43的下端插接入所述柱形插接段451內(nèi)的位置可上下調(diào)節(jié)，從而可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)溢流高度的目的。

另外，參考圖7，為避免從上層塔板的降液管流下的液體直接流入下層塔板的降液管中，相鄰層塔板4(篩孔未示出)上的安裝孔42內(nèi)所安裝的降液管，其安裝位置在垂直投影平面上交錯布置。

以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。