專利名稱：填料式導向塔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填料式導向塔板，屬于化工過程中的汽-液傳質(zhì)分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
汽-液傳質(zhì)過程中廣泛應用的塔設(shè)備主要有板式塔和填料塔兩大類型。 現(xiàn)有比較典型的大通量塔板存在分離效率低、生產(chǎn)能力還有待提高等問題。 例如工業(yè)中應用較多的垂直篩板，其霧沫夾帶量大，塔板效率不夠高。其原 因主要是由于塔板上存在液面落差而導致不同部位液層厚度不同、氣體的穿 透阻力不同，在塔板下游液層較薄易被氣流吹開，上游液層較厚氣流難以突破等弊?。煌瑫r垂直篩板的帽罩內(nèi)沒設(shè)置任何元件，造成空間浪費。故在塔內(nèi)件上要進行大的變革，以顯著提高通量和分離效率是可行的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了現(xiàn)有板式塔的上述缺陷，并加設(shè)填料段，提供了一種填料式 導向塔板，在塔內(nèi)可實現(xiàn)填料塔的多級并流操作。其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉， 分離效率和生產(chǎn)能力大幅度提高。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。包括有塔板1、受液盤、 降液板3和傳質(zhì)元件，在塔板1的液體入口處設(shè)置凸臺2。傳質(zhì)元件包括有升 氣管6、填料段7和擋板5。在塔板1上開有升氣孔8，升氣管6固定在塔板 1上并置于升氣孔8的正上方，升氣管6中裝有填料段7，在填料段7以上部 位的升氣管6壁上開設(shè)篩孔4，升氣管6上方安裝有擋板5;在塔板板面上還 開設(shè)有導向孔9。所述的導向孔9的三面與塔板1相連， 一面開口，開口方向與塔板1上 液體流動方向一致；位于導向孔9正下方的塔板部分開有通孔。 所述的升氣管6的下端與塔板1之間保持10 50mm的間隙。 所述的擋板5與升氣管6頂端之間保持有5 50mm的間隙。所述的塔板1的開孔率5~30%。所述的傳質(zhì)元件在塔板1上采取正三角形或正方形排列。本發(fā)明與己有技術(shù)相比具有的突出特點一、 本發(fā)明在塔板板面上開設(shè)導向孔，使得氣體從中通過時沿著水平方 向前進，引導塔板上的液體向前穩(wěn)定流動。消除了液面落差，塔板上不同部位氣液接觸更加均勻，傳質(zhì)效率提高；加設(shè)導向孔后，全塔各部位液面達到 了均勻一致，所以生產(chǎn)能力要比普通塔板有大幅度提高。二、 在塔板傳質(zhì)元件內(nèi)加設(shè)填料段，可以起到如下作用1)減少霧沫夾 帶，允許更高的氣流速度，進而提高塔的通量和生產(chǎn)能力；2)發(fā)揮高效填料 分離效率高的優(yōu)勢，當氣體攜帶液體進入填料段后，可克服靠強制流動使氣 液在填料表面分布均勻，傳質(zhì)主要阻力氣膜和液膜極薄且不斷更新，在填料表面實現(xiàn)汽-液兩相二次傳質(zhì)，因而傳質(zhì)效率可大大提高。


圖l是填料式導向塔板示意圖；圖2是傳質(zhì)元件分布示意圖；圖3是傳質(zhì)元件(圓筒形)主視圖；圖4是傳質(zhì)元件俯視圖；圖5是升氣管C-C截面剖視圖；圖6是升氣管A-A截面剖視圖；圖7是方形傳質(zhì)元件主視圖；圖8方形傳質(zhì)元件俯視圖；圖9是方形升氣管D-D截面剖視圖；圖10是方形傳質(zhì)元件分布示意圖；圖ll是導向孔的主視圖；圖12是導向孔的剖視中1、塔板，2、凸臺，3、降液板，4、篩孔，5、擋板，6、升氣管， 7、填料段，8、升氣孔，9、導向孔。
具體實施方式
鑒于提高精餾塔通量和分離效率的重要意義，依據(jù)在研究高效導向篩板 和高效填料方面所取得的理論和技術(shù)成果，采用導向型塔板、新垂直篩板和 高效填料塔相結(jié)合的新方法，以開發(fā)通量更大、分離效率更高的"填料式導 向塔板"精餾塔。本實施例中提供一種新型的并流噴射式復合塔，是在塔板上安裝主要由 升氣管、擋板和填料段構(gòu)成的傳質(zhì)元件。具體的實施方案參照附圖詳細說明 如下-填料式導向塔板基本結(jié)構(gòu)包括塔板l、受液盤、降液板3和傳質(zhì)元件，塔 板上設(shè)置導向孔9和凸臺2，具體如圖1所示。傳質(zhì)元件置于塔板1上所開升 氣孔8的上方，包括升氣管6、填料段7和擋板5，升氣管6的下端設(shè)置的腳 與塔板1焊接，升氣管6的下端面與塔板1之間保持一定的間隙，約10一0mm。 塔板1上開多個升氣孔8，在每層塔板1上可分布多個傳質(zhì)元件。傳質(zhì)元件在 塔板上采取正三角形排列，如圖2所示，還可采取正方形排列以及其他分布 方式。導向孔9是設(shè)置在塔板1上的多個突起，其三面與塔板1相連， 一面開 口，開口方向指向溢流堰，與塔板上液體流動方向一致。開口細長，其長度 遠大于高度，位于導向孔9正下方的塔板部分為貫通塔板的通孔，如圖ll、 12所示。在塔板板面上，合理地開設(shè)與液體粘度、密度、表面張力等相關(guān)的 導向孔，可起到將塔板上液體接近于"零梯度"流動，上下游液流之間消除 了液面落差，塔板上不同部位汽液接觸更加均勻，傳質(zhì)效率提高；同時，原 來是下游液層較薄處液體被氣體吹開，即局部氣速達到最大時，就是生產(chǎn)能 力最大值，上游部分由于液層較厚而且密實，尚有部分氣體難以突破的地方 而氣速極小(從而影響了生產(chǎn)能力)。加設(shè)導向孔后，全塔各部位液面達到了均勻一致，總體平均氣速達到最大時，才是生產(chǎn)能力的最大值，所以生產(chǎn)能 力要比普通塔板有大幅度提高。圖3中，8為塔板升氣孔，6為升氣管。升氣管下端與塔板焊接，二者之 間保持10 50mm的間隙。升氣管中裝有一定形狀和體積的填料段7，填料段 可以是散裝填料或規(guī)整填料。升氣管上半部壁上開篩孔4，如圖5所示；升氣 管上方罩有擋板5，采用焊接或者連接件連接的方式固定在升氣管頂部，擋板 與升氣管之間保持一定距離的間隙，5 50mm。本實施中在傳質(zhì)元件內(nèi)裝有填料段，結(jié)合了填料的分離效率高、塔壓降 低、能有效抑制霧沫夾帶等優(yōu)勢。傳質(zhì)元件總高度為塔板間距的2/3左右， 一般為100 500mm。塔板升氣 孔開孔邊緣倒出圓角，或采用其他有利于減小流動阻力的結(jié)構(gòu)，升氣管置于 升氣孔的正上方。升氣管的流通截面應大于或等于塔板所開升氣孔的面積。 升氣管既可以采用圖3中所示的圓形管，也可采用圖7所示的方形管。方形 升氣管底部開槽結(jié)構(gòu)如圖9所示，升氣管頂端開篩孔及氣體吹出方向如圖10 中箭頭方向。填料式導向塔板的操作過程如下氣體從塔板下方以一定的速度通過塔 板升氣孔，而塔板上的液體經(jīng)過升氣管與塔板之間的10 50mm的間隙之后被 具有一定速度的氣體夾帶，氣液并流通過升氣管內(nèi)的填料，進行混和傳質(zhì)過 程并完成氣液分離，氣體向上進入上一層塔板的開孔，液體下降到下一層塔 板。在每一層塔板上都進行上述過程，填料式導向塔板從而在氣液總體逆流 的情況下，實現(xiàn)多級并流操作。采用本實施例中的填料式導向塔板進行汽液傳質(zhì)分離，操作彈性為 30~150%,與一般浮閥塔板相比，生產(chǎn)能力高出80~150%,分離效率高出 20 40%。
權(quán)利要求
1、填料式導向塔板，包括有塔板(1)、受液盤、降液板(3)和傳質(zhì)元件，在塔板(1)的液體入口處設(shè)置凸臺(2)；其特征在于所述的傳質(zhì)元件包括有升氣管(6)、填料段(7)和擋板(5)；在塔板(1)上開有升氣孔(8)，升氣管(6)固定在塔板(1)上并置于升氣孔(8)的正上方，升氣管(6)中裝有填料段(7)，在填料段(7)以上部位的升氣管(6)壁上開設(shè)篩孔(4)，升氣管(6)上方安裝有擋板(5)；在塔板板面上還開設(shè)有導向孔(9)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的填料式導向塔板，其特征在于所述的導向孔(9) 的三面與塔板(1)相連， 一面開口，開口方向與塔板(1)上液體流動方向 一致；位于導向孔(9)正下方的塔板部分開有通孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的填料式導向塔板，其特征在于所述的升氣管(6) 的下端與塔板1之間保持10 50mm的間隙。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料式導向塔板，其特征在于所述的擋板(5) 與升氣管(6)頂端之間保持有5 50mm的間隙。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料式導向塔板，其特征在于所述的塔板(1) 的開孔率5~30%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的填料式導向塔板，其特征在于所述的傳質(zhì)元件在塔板(1)上采取正三角形或正方形排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種填料式導向塔板，屬于化工過程中的汽-液傳質(zhì)分離設(shè)備。主要由塔板(1)、傳質(zhì)元件、降液管(3)、受液板等元件組成。傳質(zhì)元件包括有升氣管(6)、填料段(7)，在塔板上開有升氣孔(8)。升氣管(6)固定在塔板上并置于升氣孔的正上方，并且升氣管(6)的流通截面大于或等于升氣孔的面積，在升氣管(6)中裝有填料段(7)。在傳質(zhì)元件的正上方設(shè)置有擋板(5)。化工過程中的氣液傳質(zhì)分離，在該塔內(nèi)可實現(xiàn)填料塔的多級并流操作，使分離效率和生產(chǎn)能力大為提高。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，經(jīng)濟效益明顯。
文檔編號B01D3/14GK101254354SQ20071017892
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者李群生 申請人:北京化工大學