CN100361723C - 中央降液管锥体布液式传质塔盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中央降液管锥体布液式传质塔板，属于传质、传热的塔器内件结构技术。该塔板包括一块筛孔或浮阀塔板，塔板的中央设置一个旋流式降液管，沿塔板上塔壁周边设置一圈挡液堰，在塔板上面设置一个中央为平顶盲板的锥体布液器。本发明优点在于：充分利用塔壁周围环形区作为受液盘；中央为平顶盲板的锥体布液器的引入，提高了塔板空间利用率；这种液体流动分布形式降低了塔板液面落差，提高了气液流动均匀性；采用旋流式降液管，使得液体在旋流导流叶片的引导下做旋转运动，产生的离心力加速气体与液体的分离，大大提高了降液管除气能力，从而可以减小降液管占有塔板面积，增大塔板有效区面积，提高塔板通量、效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种中央降液管锥体布液式传质塔盘，属于化工精馏、吸收、解吸等操作过程用于传质、传热的塔器内件结构技术。
背景技术
汽液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。由于板式塔结构简单、成本低廉、易于放大而且在设计与操作方面已具备了比较成熟的经验，因此在当前工业上的大型设备仍以板式塔为主。传统塔板一般形式为在塔板两端分别设置受液盘和降液管作为液相的进出通道；气相由塔板上呈一定分布形式的气相通道(筛孔、泡罩、浮阀、喷射孔)进入与液相接触发生传质作用。
传统塔板的结构使得：第一、降液管占塔板面积较大，从而使有效区面积减小，导致塔板传质不能显著提高；第二、传统塔板塔壁的非开孔环形区无传质贡献，从而使有效区面积减小，导致塔板传质效率降低；第三、传统塔板液面落差大，气液流动分布不均匀而导致塔板传质效率降低；第四、传统塔板板空间利用率低，从而使塔板传质效率不能提高。
发明内容
第一，为了克服传统塔板降液管占塔板面积较大，从而使有效区面积减小导致塔板传质效率低的缺点；第二，为了克服传统塔板塔壁的非开孔环形区无传质贡献而使有效区面积减小导致塔板传质效率低的缺点；第三，为了克服传统塔板液面落差大，气液流动分布不均匀而导致塔板传质效率低的缺点；第四，为了克服传统塔板板空间利用率低的缺点；本发明目的在于提供一种中央降液管锥体布液式传质塔盘，该塔盘利用塔壁的非开孔环形区作为受液环，在塔板中心配置有圆形旋流式降液管，实现了塔板有效区面积最大化；提高了塔板空间利用率；降低了塔板的液面落差，使气液流动分布更加均匀；从而实现提高塔板传质效率的目标。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种设置在塔体内的中央降液管锥体布液式传质塔盘，其特征在于，该塔盘包括一块筛孔或浮阀塔板，塔板的中央设置一个旋流式降液管，沿塔板上塔壁周边设置一圈挡液堰，在塔板上面设置一个中央为平顶盲板的锥体布液器。
上述的旋流式降液管由内外两个直径不同的圆管构成，在两个圆管间隙之间设置旋流导流叶片。其中内管端口高于外管50～300mm，外管上端口为平口或者开有锯齿，外管上端口高出塔板20～70mm；导流叶片形状为条形、扇形或三角形，每片旋流导流叶片与水平夹角为10-80度，每片旋流导流叶片长度为50-300mm；导流叶片为1-3层，每层间距为50-400mm，相邻两层旋流导流叶片旋转角方向一致；内管壁上于旋流导流叶片下方设置长方形舌形开孔，舌片向下伸出，且与轴向夹角为10-90度。
上述的中央为平顶盲板的锥体布液器，其水平投影直径比塔内径小50～300mm；其中心区域为带有锯齿形溢流堰的圆形水平盲板，作为受液盘，接受来自上层塔板旋流式降液管的液体，圆形水平盲板直径大小是上层塔板降液管外管直径的1～2倍，盲板与降液管外管下端口的垂直距离为20～100mm；锯齿形溢流堰高度为20～100mm，齿型为三角形或梯形；锥体布液器与水平夹角为10～60度，开孔率为20～60％；锥体布液器开孔形式为圆形孔，孔直径大小为10～50mm，圆孔布置方式为正三角；在其外沿下端设置一段高度为50～400mm、直径与中央为平顶盲板的锥体布液器水平投影直径相同的圆筒，圆筒下端与下层塔板的间距为20～80mm。
上述的挡液堰，垂直高度为20～90mm，上端面为平型或锯齿型，由塔壁和挡液堰组成的圆环区域作为受液环，受液环径向宽度为30～160mm。
本发明优点在于：1、充分利用塔壁周围环形区作为受液盘，增大了有效区面积，从而提高了塔板效率；2、中央为平顶盲板的锥体布液器的引入，提高了塔板空间利用率，从而提高了塔板效率；3、这种液体流动分布形式降低了塔板液面落差，提高了气液流动均匀性，从而提高了塔板效率。4、采用旋流式降液管，使得液体在旋流导流叶片的引导下做旋转运动，产生的离心力加速气体与液体的分离，分离后的气体通过内管壁上的气体孔进入内管上升，而液体从内外管间环隙旋转流入到下层塔板上的受液盘。这种降液管大大提高了除气能力，避免了气体的二次夹带，从而可以减小降液管占有塔板面积，增大塔板有效区面积，提高塔板通量、效率。
附图说明
图1为本发明塔板结构示意图，图中1-塔体，2-筛孔或浮阀塔板，3-旋流式降液管，4-挡液堰，5-中央为平顶盲板的锥体布液器。
图2为旋流式降液管结构示意图，图中3-1-圆形旋流式降液管外管，3-2-旋流导流叶片，3-3-圆形旋流式降液管内管。
图3为中央为平顶盲板的锥体布液器的结构示意图，图中5-1-圆形水平盲板的锯齿形溢流堰，5-2-锥体布液器的锥面，5-3-锥体布液器的筒体。
具体实施方式
结合附图对本发明加以进一步说明：
现以塔直径为2000mm、板间距550mm的浮阀塔板、使用本发明塔盘来改造旧浮阀塔板为实施例，对本发明加以详细说明：中央为平顶盲板的锥体布液器的中心盲板直径为400mm，它与上层塔盘上降液管下端的间距为50mm；锯齿型溢流堰的高度为30mm，齿深高度10mm，齿形为正三角形；锥体布液器的锥面与水平夹角为20度，中央平顶盲板的锥体布液器的水平投影直径为1840mm，锥体布液器上开有直径20mm的圆孔，成正三角形布置，开孔率为40％；中央为平顶盲板的锥体布液器的圆筒直径为1840mm，高度为60mm，圆筒下端距塔板50mm；塔板的挡液堰直径为1800mm，出口堰高度为60mm；塔板的有效区为正三角形式布置的F-1浮阀，开孔率为12.5％；在塔板上中央设置旋流式降液管，该降液管的外管直径为400mm，外管上端口为平口，外管上端口高出塔板70mm；内管直径为150mm，内、外管高分别为270mm、200mm；内管上端口设置高出外管上端口70mm，在内管壁上沿轴向均匀设置有3排宽50m、高60mm的长方形孔8个，共有气孔24个，舌片和轴向间夹角为60度；沿径向扇形旋流导流叶片长度为250mm，在内外管间设一层旋流导流叶片，均匀布置9个扇形叶片，叶片倾角(与水平方向)为20度，旋流导流叶片轴向高度为50mm，通过把旋流导流叶片焊接在内外管间固定内外管的相对位置。采用上述结构塔盘的精馏塔、精馏分离丙烷-丙烯物系，塔板效率提高了15％以上。
Claims (2)
1.一种设置在塔体内的中央降液管锥体布液式传质塔盘，其特征在于，该塔盘包括一块筛孔或浮阀塔板，塔板的中央设置一个旋流式降液管，所述的旋流式降液管由内外两个直径不同的圆管构成，在两个圆管间隙之间设置旋流导流叶片；其中内管端口高于外管50～300mm，外管上端口为平口或者开有锯齿，外管上端口高出塔板20～70mm；导流叶片形状为条形、扇形或三角形，每片旋流导流叶片与水平夹角为10-80度，每片旋流导流叶片长度为50-300mm；导流叶片为1-3层，每层间距为50-400mm，相邻两层旋流导流叶片旋转角方向一致；内管壁上于旋流导流叶片下方设置长方形舌形开孔，舌片向下伸出，且与轴向夹角为10-90度，沿塔板上塔壁周边设置一圈挡液堰，在塔板上面设置一个中央为平顶盲板的锥体布液器，所述的中央为平顶盲板的锥体布液器，其水平投影直径比塔内径小50～300mm；其中心区域为带有锯齿形溢流堰的圆形水平盲板，作为受液盘，接受来自上层塔板旋流式降液管的液体，圆形水平盲板直径大小是上层塔板降液管外管直径的1～2倍，盲板与降液管外管下端口的垂直距离为20～100mm；锯齿形溢流堰高度为20～100mm，齿型为三角形或梯形；锥体布液器与水平夹角为10～60度，开孔率为20～60％；锥体布液器开孔形式为圆形孔，孔直径大小为10～50mm，圆孔布置方式为正三角；在锥体布液器的锥面外沿下端设置一段高度为50～400mm、直径与中央为平顶盲板的锥体布液器水平投影直径相同的圆筒，圆筒下端与下层塔板的间距为20～80mm。
2.按权利要求1所述的中央降液管锥体布液式传质塔盘，其特征在于，挡液堰垂直高度为20～90mm，上端面为平型或锯齿型，由塔壁和挡液堰组成的圆环区域作为受液环，受液环径向宽度为30～160mm。
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