一種低返混均效塔板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)工程中的傳質(zhì)設(shè)備，具體為一種低返混均效塔板。
【背景技術(shù)】
[0002]板式塔作為重要的傳質(zhì)設(shè)備元件在化工分離操作中得到廣泛應(yīng)用。板式塔的核心部件為塔板，傳統(tǒng)的浮閥、泡罩和篩板等塔盤每一層的布局均分為降液區(qū)和傳質(zhì)區(qū)，在每一層塔板上液相由一個降液區(qū)開始水平流過傳質(zhì)區(qū)到達另一個降液區(qū)，液相經(jīng)過傳質(zhì)區(qū)的同時氣相自傳質(zhì)區(qū)下方豎直向上穿過傳質(zhì)區(qū)，在傳質(zhì)區(qū)氣相液相發(fā)生接觸達到傳質(zhì)傳熱的目的，以上氣相和液相的接觸為錯流接觸；錯流接觸中單位量的液相反復(fù)與傳質(zhì)區(qū)下方向上流動的氣相接觸，隨著接觸時間的延長氣液兩相的組成和溫度逐漸接近，傳質(zhì)傳熱的推動力不斷減小，隨著推動力不斷減小塔板的效率逐漸降低。
[0003]日本三井造船株式會社在20世紀70年代開發(fā)了效率高、通量大的垂直篩板，其后在垂直篩板的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了多種改進型塔板，如New-VST型塔板，該型塔板的結(jié)構(gòu)特點為在塔板的板孔上方布置周圍側(cè)壁開有篩孔的垂直帽罩，帽罩頂部具有與側(cè)壁頂部留有縫隙的蓋板，帽罩底部與塔板有一定空隙，其氣液接觸過程可描述為:氣體從板孔進入罩內(nèi)，將帽罩底隙進入的液體提升、破碎，同時向罩頂撞擊，氣液兩相在罩內(nèi)劇烈撞擊、破碎、瑞動，表面更新快，有利于氣液接觸；然后氣液從帽罩側(cè)孔噴出，液相是被分散的大量小液滴，大大提高了傳質(zhì)面積，同時帽罩之間的氣液對噴進一步促進了傳質(zhì)；液相落回塔板，氣相上升至上一層塔板。
[0004]但是在實際應(yīng)用時我們發(fā)現(xiàn)New-VST型塔板在進行氣液傳質(zhì)時，由于從上層塔板降液管中流出的液相在塔板表面可以自由流動，完成了氣液傳質(zhì)的液相與從降液管流出未經(jīng)傳質(zhì)的液相成分易發(fā)生返混，且由于安裝精度及傳質(zhì)擾動的影響，使得塔板表面的液層厚度不均，而在所有帽罩的通氣量基本一致的情況下，液層厚度不均會造成部分帽罩的傳質(zhì)效率降低，因此對現(xiàn)有的New-VST型塔板進行改進，改進提高塔板中所有帽罩的傳質(zhì)效率，并降低液相的返混成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的問題是提供一種改進的垂直篩板型塔板，克服現(xiàn)有的塔板。
[0006]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種低返混均效塔板，該塔板包括板體、帽罩和降液管，所述板體用于固定安裝在塔殼內(nèi)，板體上具有用于安裝帽罩的板孔，所述帽罩為垂直安裝在板孔上方的具有蓋板的圓筒，帽罩的圓筒側(cè)壁中上部具有分離篩孔，帽罩底端與板體之間具有帽罩底隙，其特征是所述塔板還包括導(dǎo)流環(huán)，所述導(dǎo)流環(huán)為套在每個帽罩外的筒狀圓環(huán)，導(dǎo)流環(huán)與降液管連通，導(dǎo)流環(huán)與板體之間具有導(dǎo)流環(huán)底隙；所述帽罩、導(dǎo)流環(huán)與帽罩所對應(yīng)的板孔同軸；導(dǎo)流環(huán)的高度低于分離篩孔的最低高度；每個帽罩的圓筒側(cè)壁與其導(dǎo)流環(huán)內(nèi)壁之間均具有導(dǎo)流環(huán)間隙，
[0007]所述的低返混均效塔板其特征是導(dǎo)流環(huán)間隙大于等于1mm，小于等于50mm ;導(dǎo)流環(huán)底隙大于等于1mm，小于等于40mm。
[0008]本發(fā)明提供的低返混均效塔板在現(xiàn)有的新型垂直篩板塔板(New-VST)的基礎(chǔ)上通過改進降液系統(tǒng)并增加導(dǎo)流環(huán)以實現(xiàn)液相分流，分流后的液相經(jīng)過降液管后可以獨立進入每個帽罩的導(dǎo)流環(huán)間隙，與現(xiàn)有的New-VST型塔板相比具有以下有益效果:
[0009]1)由于導(dǎo)流環(huán)與帽罩之間形成的導(dǎo)流環(huán)間隙，使得每個帽罩周圍均形成厚度基本相當?shù)囊簩?，使每個帽罩在進行氣液傳質(zhì)時均能發(fā)揮較高的效率，同時保證了每個帽罩傳質(zhì)效率的均一性，也提高了塔板的整體傳質(zhì)效率；
[0010]2)塔板上的液層厚度可使導(dǎo)流環(huán)間隙中的液相不能通過通過導(dǎo)流環(huán)底隙，降液管中未傳質(zhì)傳熱的新鮮液相進入導(dǎo)流環(huán)間隙后只能通過帽罩底隙進入帽罩，避免了液相從導(dǎo)流環(huán)底隙流向塔板造成的液相返混，從而進一步提尚了傳質(zhì)效率；
[0011]3)當降液管中液相流量減小時，塔板上集聚的液相將通過導(dǎo)流環(huán)底隙和帽罩底隙進入帽罩，保證了氣相液相的充分接觸，從而提高塔板的操作彈性。
[0012]綜上，本發(fā)明提供的低返混均效塔板能夠在工作時保證每個帽罩均具有均一且較高的傳質(zhì)效率，并降低液相返混，保證液相與氣相接觸前有最大的濃度和溫度差，同時還具有較高的操作彈性。實踐表明，本發(fā)明提供的塔板與傳統(tǒng)的塔板相比實際效率能提高15-25%，優(yōu)于現(xiàn)有的新型垂直篩板(New-VST)塔板。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種低返混均效塔板縱斷面局部放大結(jié)構(gòu)主視不意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種低返混均效塔板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中
[0016]1、塔殼，2、降液管，3、帽罩，31、帽罩底隙，32、分離篩孔，33、帽罩支腿，4、導(dǎo)流環(huán)，41、導(dǎo)流環(huán)底隙，42、導(dǎo)流環(huán)間隙，5、板體，51、板孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明做詳細敘述。
[0018]如圖1?2所示，本發(fā)明提供了一種低返混均效塔板，該塔板包括板體5、帽罩3和降液管2、所述板體5用于固定安裝在塔殼1內(nèi)，板體5上具有用于安裝帽罩3的板孔51，所述帽罩3同現(xiàn)有技術(shù)中New-VST的結(jié)構(gòu)相同，為垂直安裝在板孔上方的具有蓋板的圓筒，帽罩3的圓筒側(cè)壁中上部具有分離篩孔32，帽罩底端與板體之間具有帽罩底隙31，其特征是所述塔板還包括導(dǎo)流環(huán)4，所述導(dǎo)流環(huán)4為套在每個帽罩外的筒狀圓環(huán)，導(dǎo)流環(huán)4與降液管2連通，導(dǎo)流環(huán)4與板體5之間具有導(dǎo)流環(huán)底隙41 ;所述帽罩3、導(dǎo)流環(huán)4與帽罩3所對應(yīng)的板孔51同軸；導(dǎo)流環(huán)4的高度低于分離篩孔32的最低高度；每個帽罩3的圓筒側(cè)壁與其導(dǎo)流環(huán)4內(nèi)壁之間均具有導(dǎo)流環(huán)間隙42。
[0019]本發(fā)明提供的塔板在安裝在塔殼內(nèi)并進行氣液傳質(zhì)操作時的工作原理如下，
[0020]1)上一層塔板流下的液相通過降液管進入導(dǎo)流環(huán)間隙中，導(dǎo)流環(huán)間隙中的液相在重力作用下到達導(dǎo)流環(huán)底隙和帽罩底隙之間，由于塔板上集聚有一定厚度的液層，導(dǎo)流環(huán)間隙中的液相只能通過帽罩底隙進入帽罩而不能通過導(dǎo)流環(huán)底隙到達塔板上；
[0021]2)進入帽罩的液相與篩板下方上升的氣相接觸傳質(zhì)傳熱最后經(jīng)由分離篩孔噴出，液相下落到板體上，最后經(jīng)過降液管降落到下一層塔板，氣相則繼續(xù)上升去往上一層塔板；
[0022]3)當降液管中的液相流量較小不能與塔板下上升的氣相充分混合接觸時，板體上集聚的液相將通過導(dǎo)流環(huán)底隙流入導(dǎo)流環(huán)間隙，然后再通過帽罩底隙進入帽罩中與氣體接觸傳質(zhì)傳熱。
[0023]本實施例中
[0024]板孔直徑100mm，帽罩高200mm，帽罩的圓筒外徑為150mm，分離篩孔直徑為10mm，導(dǎo)流環(huán)高度為50_，導(dǎo)流環(huán)間隙為25_，導(dǎo)流環(huán)底隙為15_。
[0025]本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
[0026]本發(fā)明的突出優(yōu)點是:適用范圍廣，制造簡單，改造方便，傳質(zhì)效果改善明顯，經(jīng)濟效益顯著。
【主權(quán)項】
1.一種低返混均效塔板，該塔板包括板體、帽罩和降液管、所述板體用于固定安裝在塔殼內(nèi)，板體上具有用于安裝帽罩的板孔，所述帽罩為垂直安裝在板孔上方的具有蓋板的圓筒，帽罩的圓筒側(cè)壁中上部具有分離篩孔，帽罩底端與板體之間具有帽罩底隙，其特征是所述塔板還包括導(dǎo)流環(huán)，所述導(dǎo)流環(huán)為套在每個帽罩外的筒狀圓環(huán)，導(dǎo)流環(huán)與降液管連通，導(dǎo)流環(huán)與板體之間具有導(dǎo)流環(huán)底隙；所述帽罩、導(dǎo)流環(huán)與帽罩所對應(yīng)的板孔同軸；導(dǎo)流環(huán)的高度低于分離篩孔的最低高度；每個帽罩的圓筒側(cè)壁與其導(dǎo)流環(huán)內(nèi)壁之間均具有導(dǎo)流環(huán)間隙。2.如權(quán)利要求1所述的低返混均效塔板，其特征是導(dǎo)流環(huán)間隙大于等于1_，小于等于50mm ;導(dǎo)流環(huán)底隙大于等于1mm，小于等于40mm。
【專利摘要】一種低返混均效塔板，該塔板包括板體、帽罩和降液管、所述板體用于固定安裝在塔殼內(nèi)，板體上具有用于安裝帽罩的板孔，所述帽罩為垂直安裝在板孔上方的具有蓋板的圓筒，帽罩的圓筒側(cè)壁中上部具有分離篩孔，帽罩底端與板體之間具有帽罩底隙，其特征是所述塔板還包括導(dǎo)流環(huán)，所述導(dǎo)流環(huán)為套在每個帽罩外的筒狀圓環(huán)，導(dǎo)流環(huán)與降液管連通，導(dǎo)流環(huán)與板體之間具有導(dǎo)流環(huán)底隙；所述帽罩、導(dǎo)流環(huán)與帽罩所對應(yīng)的板孔同軸；導(dǎo)流環(huán)的高度低于分離篩孔的最低高度；每個帽罩的圓筒側(cè)壁與其導(dǎo)流環(huán)內(nèi)壁之間均具有導(dǎo)流環(huán)間隙。
【IPC分類】B01J19/32
【公開號】CN105413622
【申請?zhí)枴緾N201511026180
【發(fā)明人】王柱祥, 張立明, 商恩霞
【申請人】天津市創(chuàng)舉科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月29日