本實(shí)用新型屬于化學(xué)工程中的氣液傳質(zhì)分離設(shè)備構(gòu)件,它是一種由錯(cuò)流塔盤與并流塔盤組成的復(fù)合塔盤,可由錯(cuò)流塔盤(包括泡罩塔盤、篩板塔盤、固閥塔盤、浮閥(條閥)塔盤、導(dǎo)向篩板塔盤等)和并流塔盤(并流噴射立體傳質(zhì)塔盤)根據(jù)工程工藝使用情況分別獨(dú)立組合而成。
背景技術(shù):
在化學(xué)工程的氣液傳質(zhì)分離設(shè)備中,板式塔塔盤作為一種常用的分離原件得到了廣泛的應(yīng)用,其中比較成熟的、應(yīng)用廣泛的有泡罩塔盤、篩板塔盤、固閥塔盤、浮閥塔盤、導(dǎo)向篩板塔盤等形式的錯(cuò)流塔盤,和并流噴射立體傳質(zhì)塔盤等形式的氣液并流塔盤;錯(cuò)流塔盤由于氣液錯(cuò)流接觸,需要較大的降液管面積和停留時(shí)間來保證液相中夾帶的氣相在降液管內(nèi)解析出來;而并流塔盤(并流噴射立體傳質(zhì)塔盤)在液相由上一層降液管流出時(shí),由于液體流向的問題,很容易造成在弓形區(qū)域內(nèi)液相初次分配的不均勻,繼而影響分離效果和通量。若采用錯(cuò)流塔盤和并流塔盤的復(fù)合形式,則可以完全解決目前塔盤設(shè)計(jì)選用中的上述問題,提高操作通量和傳質(zhì)效率。目前還沒有將錯(cuò)流塔盤和并流塔盤結(jié)合在一層塔盤上一起使用的報(bào)道,特別是大直徑,高通量的塔盤工程應(yīng)用實(shí)踐中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是針對于現(xiàn)有技術(shù)在的缺陷,提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠的由錯(cuò)流塔盤與并流塔盤組成的復(fù)合塔盤。
本實(shí)用新型提供的由錯(cuò)流塔盤與并流塔盤組成的復(fù)合塔盤包括:錯(cuò)流塔盤和氣液并流塔盤;
在液體入口靠近受液盤側(cè)布置錯(cuò)流塔盤,錯(cuò)流塔盤是泡罩塔盤、篩板塔盤、固閥塔盤、浮閥塔盤或?qū)蚝Y板塔盤等;
在液體出口靠近降液管側(cè)布置并流塔盤,并流塔盤是并流噴射立體傳質(zhì)塔盤;
根據(jù)化工工程分離的物料特性和分離要求,所述的錯(cuò)流塔盤和并流塔盤在復(fù)合塔盤板上均勻排列,錯(cuò)流塔盤和并流塔盤(并流噴射立體傳質(zhì)塔盤)兩者開孔數(shù)量比例為1:0.1~10。在錯(cuò)流塔盤有效區(qū)內(nèi)氣體為垂直上升流動,液相為沿著塔盤板朝向降液管方向橫向流動,氣液兩相流體為錯(cuò)流接觸,液層在垂直液相流動方向的截面上梯度基本相同,分布也均勻,然后流入并流塔盤;
在氣液并流塔盤(并流噴射立體傳質(zhì)塔盤)有效區(qū)內(nèi)氣體和液體均為垂直并流流動,在傳質(zhì)單元內(nèi)氣液混合接觸,傳質(zhì)分離后,氣相繼續(xù)上升,液相落下,并流入降液管;由于落下的液層為清液層,該形式塔盤所需的降液管面積較小,并可以做成自封形式(所述的降液管為自封式降液管),提升開孔率和操作通量。
所述的錯(cuò)流塔盤可以采用具有導(dǎo)向功能的固閥或者浮閥。
所述的并流塔盤出口位置適當(dāng)補(bǔ)充開孔,提高氣相通量和分離效率。
本實(shí)用新型提供的由錯(cuò)流塔盤與并流塔盤組成的復(fù)合塔盤具有明顯的特點(diǎn):
1)塔盤板上根據(jù)工藝要求分別布置錯(cuò)流塔盤和并流塔盤。兩者的開孔率要求比例為1:0.1~10,根據(jù)工藝要求調(diào)整;
2)錯(cuò)流塔盤采用具有導(dǎo)向功能的固閥或者浮閥,在弓形區(qū)域能導(dǎo)向布置,激活安定區(qū),促進(jìn)液相分配;
3)在錯(cuò)流塔盤有效區(qū)內(nèi),氣液錯(cuò)流充分混合,經(jīng)過錯(cuò)流塔盤的氣液接觸混合,塔盤的液層分布比較均勻,全塔截面內(nèi),液層梯度基本相同,可以保證流入到在并流塔盤有效區(qū)內(nèi)液體均質(zhì)和液層等高;
4)經(jīng)錯(cuò)流塔盤氣液交換后,液體進(jìn)入并流塔盤(并流噴射立體傳質(zhì)塔盤),在并流塔盤傳質(zhì)單元內(nèi)氣液并流,減少通過助力,提高混合效果,并保證流入降液管內(nèi)的液體為清液層;
5)由于流入降液管液體為清液層,不用考慮氣相由液相中解析出來所需降液管通量,故降液管所需的面積較小,在某些高通量場合,可做成液相自封的形式,可以提高全塔通量。
附圖說明
圖1a是普通的錯(cuò)流塔盤主視圖;圖1b是普通的錯(cuò)流塔盤俯視圖。
圖2a是普通的并流塔盤主視圖;圖2b是普通的并流塔盤俯視圖;圖2c是普通的并流塔盤氣液接觸截面示意圖。
圖3a是本實(shí)用新型塔盤的主視圖;圖3b是本實(shí)用新型塔盤的俯視圖。
圖4a是本實(shí)用新型塔盤帶自封結(jié)構(gòu)降液管主視圖;圖4b是本實(shí)用新型塔盤帶自封結(jié)構(gòu)降液管俯視圖。
圖5a是本實(shí)用新型塔盤在部分無法開孔的并流塔盤區(qū)域補(bǔ)加開孔主視圖;圖5b是其俯視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型參照附圖詳細(xì)說明如下,但僅作說明而不是限制本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型提供的由錯(cuò)流塔盤與并流塔盤組成的復(fù)合塔盤包括:錯(cuò)流塔盤1和氣液并流塔盤4;
在液體入口靠近受液盤3側(cè)布置錯(cuò)流塔盤,錯(cuò)流塔盤1可以是泡罩塔盤、篩板塔盤、固閥塔盤、浮閥塔盤或?qū)蚝Y板塔盤等;
在液體出口靠近降液管2側(cè)布置并流塔盤4,并流塔盤4是并流噴射立體傳質(zhì)塔盤。
實(shí)例1:
如圖3. a、圖3.b所示,液相在受液盤3位置沿著塔盤有效區(qū)首先流入錯(cuò)流塔盤1區(qū)域,傳質(zhì)混合后進(jìn)入并流塔盤4區(qū)域,氣液傳質(zhì)后清液層流入降液管2;其中在錯(cuò)流塔盤1的弓形區(qū)域設(shè)置了具有導(dǎo)向功能的錯(cuò)流塔盤,使得液相分配更均勻,在液體垂直流向上液面梯度基本相同;從而保證了進(jìn)入到并流塔盤4內(nèi)各個(gè)傳質(zhì)單元的液相更均勻,合理。
對比圖1a、圖1b中傳統(tǒng)的錯(cuò)流塔盤,液相在受液盤3位置經(jīng)錯(cuò)流塔盤1流入降液管2后,由于進(jìn)入降液管也起夾帶大量的汽體,該形式塔盤需要較大的降液管和停留時(shí)間,以便將氣體完全解析出來;
對比圖2. a、2. b、圖2. c中傳統(tǒng)的并流塔盤,液相在由受液盤3位置出來流入并流塔盤4過程中,由于弓形區(qū)域和上一層降液管的相對位置的關(guān)系,不可避免的造成進(jìn)入弓行區(qū)域內(nèi)的液體偏少;
在相同的氣液負(fù)荷下,采用圖3. a、圖3.b所示的復(fù)合塔盤,可以減少降液管寬度,進(jìn)而加大有效區(qū)寬度,增加設(shè)備的處理量;由于復(fù)合塔盤的氣液分配更加合理,塔盤的傳質(zhì)效率有望進(jìn)一步提高。
實(shí)例2:
如圖4. a、圖4.b所示,由于經(jīng)錯(cuò)流塔盤1和并流塔盤4傳質(zhì)后進(jìn)入降液管2的液體均為清液層,在某些工業(yè)應(yīng)用場合(如技術(shù)改造),可以將液封盤作為自液封形式,如此形式,就可以將原液封盤區(qū)域變?yōu)橛行^(qū),設(shè)置傳質(zhì)單元,提高氣相通量和分離效率。
實(shí)例3:
如圖5a、圖5b所示,在并流塔盤4弓形區(qū)域出口側(cè),設(shè)置部分錯(cuò)流塔盤1,提高開孔率和氣液分布的均勻性,促進(jìn)液體合理流動。