一種雙液交替流型傳質(zhì)方法及其適用的板式塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域的氣液傳質(zhì)分離方法和傳質(zhì)設(shè)備，尤其是涉及一種雙液交替流型傳質(zhì)方法及其適用的板式塔。
【背景技術(shù)】
[0002]一般板式塔以塔板作為氣液接觸的基本構(gòu)件，氣相通過塔板上的篩孔進(jìn)入上一層塔盤，液相橫穿過塔盤并以溢流的形式通過降液管進(jìn)入下一層塔盤，在塔板上氣液兩相以錯(cuò)流方式接觸，整塔的氣液兩相呈逐級(jí)逆流。錯(cuò)流構(gòu)型是板式塔的主流，具有傳質(zhì)效率高，處理能力大，操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但在大液量、低氣相負(fù)荷的情況下，由于存在較大的水力學(xué)坡度，塔盤上液位差過大，容易造成偏流；大液氣比下高強(qiáng)度的液流對(duì)氣相流體的剪切力較大，氣流被切割成無數(shù)細(xì)小的氣泡，形成一種乳化的氣液狀態(tài)，造成塔板的分離效率大幅降低甚至發(fā)生沖塔事故。
[0003]針對(duì)大液量、低氣相負(fù)荷體系，目前主要采取多溢流塔盤或多降液管塔盤，前者有目前普遍使用的雙溢流、四溢流塔盤。后者如中國(guó)專利公開號(hào):CN103432764A，公開日2013年12月11日的專利文件中，公開的一種多降液管塔盤和具有其的板式塔，塔盤包括:盤體；至少一個(gè)防躍板，所述至少一個(gè)防躍板設(shè)在所述盤體上以將所述盤體分成至少兩個(gè)區(qū)域；至少兩個(gè)降液組件，所述至少兩個(gè)降液組件分別對(duì)應(yīng)于所述至少兩個(gè)區(qū)域設(shè)置，每個(gè)所述降液組件均包括彼此平行設(shè)置的至少一個(gè)塔板、至少一個(gè)降液管和至少一個(gè)受液盤，其中所述降液管和所述受液盤分別位于所述塔板的橫向兩側(cè)。
[0004]這些型式雖然較好的克服了板式塔偏流的問題，但也因此減小了液流通道長(zhǎng)度，犧牲了一定的板效率；最主要的是沒有解決具體塔板上的液氣比大導(dǎo)致的乳化態(tài)問題，因此實(shí)際操作中液相負(fù)荷上不去，甚至遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。此外塔盤結(jié)構(gòu)也變得非常復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有板式塔在大液氣比下存在的偏流、乳化態(tài)問題，提供了一種改進(jìn)的雙液交替流型傳質(zhì)方法。本發(fā)明同時(shí)提供了適用該傳質(zhì)方法的板式塔。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種雙液交替流型傳質(zhì)方法，物料的氣相和液相在板式塔中逆流接觸實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)分離，氣相從塔底逐層穿過塔盤及其上的液層直至塔頂出塔；液相分成兩股，分別自塔頂?shù)谝粚铀P和第二層塔盤往下流，兩股液相在塔盤上與上升的氣相交替接觸，兩股液相之間在板式塔傳質(zhì)過程中并流不接觸。
[0007]作為優(yōu)選，兩股液相和氣相交替接觸，每隔一層塔盤交替一次，第m層塔盤上的液相通過板式塔中的降液管穿過下一層塔盤，到達(dá)第m+2層塔盤的受液盤。
[0008]作為優(yōu)選，兩股液相和氣相交替接觸，每隔兩層塔盤交替一次，第η (η為奇數(shù))層塔盤上的液相通過板式塔中的降液管穿過兩層塔盤，到達(dá)第η+3層塔盤的受液盤；第η+1層塔盤上的液相通過板式塔中的降液管，到達(dá)第η+2層塔盤的受液盤。
[0009]本發(fā)明中，將液相分成兩股，分流后交替與氣相逆流接觸傳質(zhì)，如此在不降低總塔液氣比的情況下，降低了每一層塔盤上的液氣比。在大液量、低氣相負(fù)荷的傳質(zhì)情況下，相比于多溢流或多降液管的傳質(zhì)方法，既克服了因大液氣比造成的偏流問題，又保證了液流通道長(zhǎng)度，同時(shí)還解決或極大緩解了塔內(nèi)乳化的氣液狀態(tài)，因此能夠大幅地提高塔的分離效率。同時(shí)雙液交替流型板式塔的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。
[0010]作為優(yōu)選，第一股液相和第二股液相的流量比值為0.2-5O
[0011]作為優(yōu)選，第一股液相和第二股液相的流量比值為I。
[0012]適用于雙液交替流型傳質(zhì)方法的板式塔有以下兩種。
[0013]第一種板式塔的結(jié)構(gòu)如下:
一種適用于雙液交替流型傳質(zhì)方法的板式塔，包括塔殼體，塔殼體內(nèi)設(shè)有若干塔盤，塔盤上設(shè)有溢流堰、受液盤，上下塔盤間設(shè)有降液管，塔盤上按液相流動(dòng)方向依次分為受液區(qū)、交換區(qū)、降液區(qū)，位于塔盤第一層的塔殼體上設(shè)有第一進(jìn)液口，位于塔盤第二層的塔殼體上設(shè)有第二進(jìn)液口，塔盤末層的塔殼體上設(shè)有氣相進(jìn)氣口，第m層塔盤上的降液管連通第m+2層塔盤的受液盤，相鄰的塔盤間設(shè)置隔離兩股液相的隔板。
[0014]作為優(yōu)選，所述塔盤至少有四層，塔殼體內(nèi)的塔盤每四層為一個(gè)單元組，一個(gè)單元組內(nèi)的第一層塔盤和第三層塔盤構(gòu)成用于第一股液相和氣相傳質(zhì)交換的第一交換室，第二層塔盤和第四層塔盤構(gòu)成用于第二股液相和氣相傳質(zhì)交換的第二交換室，第一交換室和第二交換室間設(shè)置所述隔板。
[0015]作為優(yōu)選，第一進(jìn)液口和第二進(jìn)液口沿板式塔圓周面相隔90度錯(cuò)開布置。
[0016]第一種板式塔，兩股液相和氣相交替接觸，每隔一層塔盤交替一次。液相從塔頂入塔前分流為兩股，兩股液相互不接觸，交替和氣相接觸傳質(zhì)，然后兩股液相在塔釜處合流。為了實(shí)現(xiàn)兩股液相每隔一層塔盤交替一次，兩股液相的流動(dòng)軌跡十字錯(cuò)開，即第一股液相在塔盤的9點(diǎn)鐘方位到3點(diǎn)鐘方位徑向流動(dòng)，第二股液相在塔盤的6點(diǎn)鐘方位到12點(diǎn)鐘方位徑向流動(dòng)。所以，第一進(jìn)液口和第二進(jìn)液口沿板式塔圓周面相隔90度錯(cuò)開布置。除第一層塔盤外，其他塔盤在上一層塔盤的降液區(qū)均設(shè)有隔板，防止上一層液相流入本層塔盤，造成兩股液相混合。
[0017]上述的隔板可以是單獨(dú)配置，也可以是降液管的管壁一體兩用。
[0018]第二種板式塔的結(jié)構(gòu)如下:
一種適用于雙液交替流型傳質(zhì)方法的板式塔，包括塔殼體，塔殼體內(nèi)設(shè)有若干塔盤，塔盤上設(shè)有溢流堰、受液盤，上下塔盤間設(shè)有降液管，塔盤上按液相流動(dòng)方向依次分為受液區(qū)、交換區(qū)、降液區(qū)，位于塔盤第一層的塔殼體上設(shè)有第一進(jìn)液口，位于塔盤第二層的塔殼體上設(shè)有第二進(jìn)液口，塔盤末層的塔殼體上設(shè)有氣相進(jìn)氣口，第nn為奇數(shù)層塔盤上的降液管連通第η+3層塔盤的受液盤，第η+1層塔盤上的降液管連通第η+2層塔盤的受液盤。
[0019]作為優(yōu)選，所述塔盤至少有四層，塔殼體內(nèi)的塔盤每四層為一個(gè)單元組，一個(gè)單元組內(nèi)的第一層塔盤和第四層塔盤構(gòu)成用于第一股液相和氣相傳質(zhì)交換的第一交換室，第二層塔盤和第三層塔盤構(gòu)成用于第二股液相和氣相傳質(zhì)交換的第二交換室。
[0020]第二種板式塔，兩股液相和氣相交替接觸，每隔兩層塔盤交替一次。液相從塔頂入塔前分流為兩股，兩股液相互不接觸，交替和氣相接觸傳質(zhì)，然后兩股液相在塔釜處合流。兩股液相每隔兩層塔盤交替一次，其流動(dòng)軌跡為平行地并行流動(dòng)，兩股液相流動(dòng)軌跡不用十字錯(cuò)開。其降液管也分列在塔殼體兩側(cè)，兩個(gè)交換室的降液管并列。
[0021]本發(fā)明具有的有益效果:雙液交替流型板式塔既克服了因大液氣比造成的偏流問題，又保證了液流通道長(zhǎng)度，同時(shí)還解決或極大緩解了塔內(nèi)乳化的氣液狀態(tài)，因此能夠大幅地提高塔的分離效率。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1板式塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是圖1的A-A截面圖。
[0024]圖3是圖1的B-B截面圖。
[0025]圖4是圖1的C-C截面圖。
[0026]圖5是圖1的D-D截面圖。
[0027]圖6是圖1的E-E截面圖。
[0028]圖7是圖1的F-F截面圖。
[0029]圖8是本發(fā)明實(shí)施例1板式塔的流程參考圖。
[0030]圖9是本發(fā)明實(shí)施例2板式塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖10是圖9的U-U截面圖。
[0032]圖11是圖9的V-V截面圖。
[0033]圖12是圖9的W-W截面圖。
[0034]圖13是圖9的X-X截面圖。
[0035]圖14是圖9的Y-Y截面圖。
[0036]圖15是圖9的Z-Z截面圖。
[0037]圖16是本發(fā)明實(shí)施例2板式塔的流程參考圖。
[0038]圖中:塔殼體1、塔盤2、溢流堰3、受液盤4、降液管5、第一進(jìn)液口 61、第二進(jìn)液口62 ；
第一股液相降液區(qū)L1-1，第一股液相受液區(qū)L1-2，第一股液相交換區(qū)L1-3，第二股液相降液區(qū)L2-1，第二股液相受液區(qū)L2-2，第二股液相交換區(qū)L3-3。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0040]實(shí)施例1
一種適用于雙液交替流型傳質(zhì)方法的板式塔，板式塔的上層部分結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括塔殼體1，塔殼體內(nèi)設(shè)有多層塔盤2，塔盤2上設(shè)有溢流堰3、受液盤4。上下塔盤間設(shè)有降液管5，塔盤上按液相流動(dòng)方向依次分為受液區(qū)、交換區(qū)、降液區(qū)。位于塔盤第一層的塔殼體上設(shè)有第一進(jìn)液口 61，第一進(jìn)液口 61對(duì)準(zhǔn)第一層塔盤上的受液盤4。位于塔盤第二層的塔殼體上設(shè)有第二進(jìn)液口 62，第二進(jìn)液口 62對(duì)準(zhǔn)第二層塔盤上的受液盤4。第一進(jìn)液口和第二進(jìn)液口沿板式塔圓周面相隔90度錯(cuò)開布置。塔盤末層的塔殼體上設(shè)有氣相進(jìn)氣口。
[0041]塔盤有三十二層，塔殼體內(nèi)的塔盤每四層為一個(gè)單元組。一個(gè)單元組內(nèi)的第一層塔盤和第三層塔盤構(gòu)成用于第一股液相和氣相傳質(zhì)交換的第一交換室，第二層塔盤和第