專(zhuān)利名稱(chēng)：汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置。它屬于蒸餾塔塔板裝置的創(chuàng)新。
板式塔廣泛應(yīng)用于化工等領(lǐng)域中的分離過(guò)程。其不足之處主要表現(xiàn)如下一、塔板上汽液兩相以鼓泡形式(如普通篩孔塔板、浮閥塔板、帽罩塔板等)或以噴射液滴形式(如噴射塔板、垂直篩板等)接觸傳質(zhì)后，汽相馬上進(jìn)入上一層塔板，而塔板上不同位置處的液相卻不能立刻離開(kāi)而進(jìn)入下一層塔板，而是隨塔板上液相流場(chǎng)的分布而流動(dòng)，且不斷與其周?chē)囊后w發(fā)生混合，即發(fā)生所謂的返混，降低了汽液兩相之間的傳質(zhì)推動(dòng)力；二、大型塔板上普遍存在著液體流動(dòng)不均勻現(xiàn)象，如溝流、短路、回流等，溝流和短路將減少液體與汽相發(fā)生傳質(zhì)的機(jī)會(huì)而降低板效與塔效；回流多發(fā)生在弓形區(qū)內(nèi)，它會(huì)造成回流區(qū)內(nèi)的液體很快與穿過(guò)該區(qū)域的汽相接近平衡態(tài)，造成穿過(guò)該區(qū)域的汽相濃度幾乎不發(fā)生變化就離開(kāi)塔板，使板效降低；三、在大型塔板上由于液體流徑長(zhǎng)，液層厚度不均勻，易造成板上傳質(zhì)推動(dòng)力和汽相穿過(guò)速率有較大差異，故也會(huì)造成板效和塔效降低。
為了克服現(xiàn)有板式塔特別是大型板式塔的上述不足之處，本發(fā)明的目的在于提供了一種汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置。以此裝置構(gòu)成的板式蒸餾塔或吸收塔，操作時(shí)液體不存在返混現(xiàn)象，板效與塔效高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)下述方案加以實(shí)現(xiàn)的。由板體、降液管、提升管、攔液?jiǎn)卧w所構(gòu)成的汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置，其特征在于，板體由上下兩層構(gòu)成，其中下層板體邊緣大部分與塔壁連接，留有弓形區(qū)開(kāi)口，板上開(kāi)設(shè)通孔；上一層板體為一左右開(kāi)設(shè)弓形區(qū)的板，弓形區(qū)大小與下板弓形區(qū)相同，板的其他邊緣也與塔壁連接，并且向降液管方向水平向下傾斜放置，該板穿設(shè)直徑大于下板通孔直徑、根數(shù)與下板通孔個(gè)數(shù)相等、中心線(xiàn)與下板通孔中心線(xiàn)重合的提升管，提升管下端口與下板面有間距，上端口高于上層板板面，每個(gè)提升管的上管口設(shè)有攔液?jiǎn)卧w；上層板與下層板同側(cè)弓形區(qū)由降液管的擋板封死；為充分發(fā)揮本發(fā)明的優(yōu)異性能，其特征還在于，下層板開(kāi)設(shè)的通孔可為圓孔、或?yàn)闄E圓孔、或?yàn)榉娇?、或?yàn)殚L(zhǎng)方孔；上層板水平向下傾角α=0～15°；穿設(shè)在上層板體上的提升管可為圓管、或?yàn)闄E圓管、或?yàn)榉焦?、或?yàn)殚L(zhǎng)方形管，管的上下端口壁上可開(kāi)設(shè)齒縫，管壁上半部分的上部可開(kāi)設(shè)小孔；攔液?jiǎn)卧w可為帽罩、或?yàn)榻z網(wǎng)或板片制的波紋填料盤(pán)．帽罩上可開(kāi)設(shè)小孔，帽罩外緣直徑大于或等于提升管管徑，且與管上端留有縫隙，填料盤(pán)直徑大于或等于提升管管徑且接觸式固定在提升管上端。


圖1為由本發(fā)明構(gòu)成的蒸餾塔節(jié)示意圖。圖2為圖1中A-A示意圖。其中1為塔壁，2為下(底)層板體，3為上層板體，4為提升管，5為帽罩(攔液?jiǎn)卧w)，6為降液管的擋板。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳盡說(shuō)明。本發(fā)明的下層板體(2)同現(xiàn)有的篩孔板相似，它除了弓形區(qū)降液口外，板的其他外緣通過(guò)焊接或螺釘與塔壁或塔圈連接，其上開(kāi)設(shè)的通孔的大小及布置需要設(shè)計(jì)加以確定。上層板體(3)是左右制有弓形區(qū)的板，它也是通過(guò)焊接或螺釘與塔壁或塔圈連接，上下兩層板同側(cè)弓形區(qū)開(kāi)口由降液管的擋板(6)封死。上層板上的提升管(4)主要采用焊接連接，提升管直徑的大小、下端口距下層板的距離、上端口距上層板板面的高低等都是決定汽液接觸狀況好壞的關(guān)鍵因素，這些都需精確計(jì)算才能確定。帽罩(5)為攔液?jiǎn)卧w，有攔截液體作用，其上可開(kāi)設(shè)小孔，帽罩外緣的直徑及與管口的距離等結(jié)構(gòu)參數(shù)是決定板壓降和霧沫夾帶的重要因素；攔液?jiǎn)卧w如果采用填料盤(pán)代替帽罩，那么填料盤(pán)的高度，填料的型號(hào)則是重要參數(shù)。
實(shí)現(xiàn)汽液傳質(zhì)的過(guò)程是液體由上一層雙層板的降液管下流進(jìn)入本層塔板的夾層，通過(guò)提升管底部和下層板之間的縫隙進(jìn)入提升管，由于上升的汽相具有足夠的汽速，液體不會(huì)由通孔下流，而是在高速氣流的作用下以膜狀和液滴形式向上運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了汽液兩相之間的傳質(zhì)，汽液混合物通過(guò)帽罩或填料盤(pán)流出提升管后，液體落在上層板體上，并通過(guò)本層降液管下流到下一層雙層塔板上，而汽體則上升進(jìn)入上一層雙層塔板。綜觀(guān)上述過(guò)程，汽液兩相的傳質(zhì)主要以噴射液滴形式在提升管內(nèi)和帽罩內(nèi)進(jìn)行，若攔液?jiǎn)卧w為填料盤(pán)，則汽液兩相的傳質(zhì)在提升管內(nèi)為噴射液滴形式，在填料盤(pán)中為液膜形式。在同一塊塔板上，汽液兩相的傳質(zhì)對(duì)液體來(lái)說(shuō)是一次性的，因此可杜絕液體的返混。
由于杜絕了液體的返混，使整塊塔板上汽液兩相始終保持著一較高的傳質(zhì)推動(dòng)力；由于塔板上不同位置上帽罩的液體提升量基本相同，所以不會(huì)存在由于溝流、短路、回流等因素造成的板效率下降問(wèn)題；由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以不存在因液體流動(dòng)造成的塔板上不同位置處，液相各組分濃度的不均勻分布以及由于液層厚度不同而造成汽相穿過(guò)速率的不均勻分布。因此，采用本發(fā)明可以大大提高板效率和塔效率。采用雙層結(jié)構(gòu)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以提高塔的操作彈性。
本發(fā)明較一般板式塔結(jié)構(gòu)稍為復(fù)雜，但是其制造還是方便的，易于掌握。
權(quán)利要求
1．一種汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置，主要由板體、降液管、提升管、攔液?jiǎn)卧w所構(gòu)成，其特征在于，板體由上下兩層構(gòu)成，其中下層板邊緣大部與塔壁連接，留有弓形區(qū)開(kāi)口，板面上開(kāi)設(shè)通孔；上一層板為一塊左右開(kāi)設(shè)弓形區(qū)的板，弓形區(qū)大小與下板弓形區(qū)相同，板的其它邊緣也與塔壁連接，并且向降液管方向水平向下傾斜放置，該板穿設(shè)有直徑大于下板通孔直徑、根數(shù)與下板通孔個(gè)數(shù)相等、中心線(xiàn)與通孔中心線(xiàn)重合的提升管，提升管下端口與下板面有間距，上端口高于上層板板面，每個(gè)提升管上管口設(shè)有攔液?jiǎn)卧w；上層板與下層板同側(cè)弓形區(qū)由降液管的擋液板封死。
2．按權(quán)利要求1所說(shuō)的汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置，其特征在于，下層板所開(kāi)設(shè)的通孔可為圓孔，或?yàn)闄E圓孔，或?yàn)榉娇?，或?yàn)殚L(zhǎng)方孔。
3．按權(quán)利要求1所說(shuō)的汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置，其特征在于，上層板水平向下傾斜角α=1～15°。
4．按權(quán)利要求1所說(shuō)的汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置，其特征在于，穿設(shè)在上層板上的提升管，可為圓管，或?yàn)闄E圓管，或?yàn)榉焦?，或?yàn)殚L(zhǎng)方形管，管子的上下兩端口壁上開(kāi)設(shè)齒縫，管壁上半部分的上部可開(kāi)設(shè)小孔。
5．按權(quán)利要求1所說(shuō)的汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置，其特征在于，攔液?jiǎn)卧w可為帽罩，或?yàn)榻z網(wǎng)或板片的波紋填料盤(pán)，帽罩上開(kāi)設(shè)小孔，邊緣直徑等于或大于提升管徑，且與管上端留有縫隙，填料盤(pán)直徑大于或等于提升管管徑且接觸式固定在提升管上端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種汽液并流噴射接觸無(wú)返混雙層式塔板裝置。該裝置主要特征是板體由上下兩層板構(gòu)成,其中下板開(kāi)設(shè)有通孔;上板穿設(shè)提升管,管下端距下板面有縫隙,管上端高于上板板面,并設(shè)有帽罩或填料盤(pán)攔液?jiǎn)卧w,上下板同側(cè)弓形區(qū)由降液管擋板封死。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)汽液在提升管內(nèi)并流噴射接觸,不但避免了液體的返混,而且有效抑制了液體的溝流、短路、回流等現(xiàn)象,因此與現(xiàn)有的板式塔相比,可大大提高板效和塔效,并且具有操作彈性大的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D3/18GK1220179SQ9812451
公開(kāi)日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1998年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月10日
發(fā)明者劉春江, 袁希鋼, 余國(guó)琮 申請(qǐng)人:天津大學(xué)