CN100493661C - 喷射倾斜塔板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学工程中的气液传质设备，具体的讲是一种高效喷射倾斜塔板。本发明的喷射倾斜塔板，可根据具体工程要求设计为双溢流、三溢流等多种情况。本发明包括百叶窗式底板2、降液管4、填料6构成，其特征是百叶窗式底板2倾斜安装在塔内，底板上设置有规整填料6，百叶窗开口指向本层塔板的降液管4。这种全新的塔板不仅结构简单，而且造价低廉，经济效益显著，非常适合大液量的吸收、精馏等场合。在相同塔径的冷漠试验，多流程喷射倾斜塔板较传统塔板液体通量可大幅度的提高。

Description

喷射倾斜塔板

技术领域

本发明涉及化学工程中的气液传质设备，具体的讲是一种高效喷射倾斜塔板。

背景技术

塔器是石油和化工工业中广泛应用的一种气液、液液接触传质设备，主要包括板式塔和填料塔。高效填料塔效率高，并且生产能力大，但是由于造价高，而且不适合于高压和易结焦的场合。相对于填料塔，普通板式塔由于其造价低廉，在常压和高压工况中得到广泛应用。

但是在大液量吸收、精馏等工况中由于液气比非常大，例如水洗脱碳的液气摩尔比高达100以上。对于此类工况，普通的板式塔往往也难发挥优势：塔板上的受液区往往占据了很大塔截面积，造成塔的处理能力低。如采用填料塔，为了通过大液量，塔径会设计的很大，气体以极低的气速通过填料层，传质效率低，用水量大，能耗高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效喷射倾斜塔板，该装置适用于大液气比吸收、精馏等工况中，综合了板式塔和高效填料的优点，更有效的利用塔板上方空间进行传质，可以提高气液传质效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种喷射倾斜塔板，可根据具体工程要求设计为双溢流、三溢流等多种情况。本发明包括百叶窗式底板2、降液管4、填料6构成，其特征是百叶窗式底板2倾斜安装在塔内，底板上设置有规整填料6，百叶窗开口指向本层塔板的降液管4。

所述的塔板和塔截面的倾斜角度在2—4度，百叶窗开口角度和塔板的倾斜角度相同。

所述的塔板上设置有出口堰，出口堰的高度要低于板上的填料层高度。

本发明的喷射倾斜塔板适用于塔内的单溢流、双溢流或多溢流等操作工况。

所述塔板的适宜的开孔率，应使得板孔动能因子比较大，塔板上气液两相成喷射操作状态。所述塔板的开孔率根据整塔的气、液相负荷计算得到。

本发明在塔板上设置高效金属规整填料，以充分利用板间距，可以大幅得提高空间利用率，而且利用高效的金属规整填料，可以大幅度的提高传质面积，提高了喷射气液的传质效果。

所述的金属规整填料可以是金属规整填料，如MY250、MY300，也可以是金属规整丝网填料。

所述塔板可以为具有任意大直径的塔建造。

本发明具有如下优点：

1.本发明的塔板和塔截面成一定角度倾斜安装在塔内，相比于传统的水平安装的精馏塔板，可利用重力加速度的分量，加快液体在塔板上的流速，防止漏液的产生。

2.本发明的塔板上气液两相成喷射操作工况，气液的喷射有利于两相间的传质。不同于现在流行的喷射类塔板，如New VST和CTST，本专利喷射程度没有它们那么剧烈，而且没有在板上出现液体被高速气体拉膜的现象。在液气比大的吸收和精馏操作的情况下，由于气体流量相对于液体流量比较小，所以很难在板上出现液体被高速气体拉膜的现象。在此种工况下，传统塔板只是利用气体在液体中鼓泡，来达到传质的目的。由于板上液层较厚和填料层的存在，与鼓泡工况对比，喷射工况更能有效地利用塔板上的高效规整填料层，以促进塔板上气液传质。

3.本发明底板上开的长条斜孔，有利于气体在液层中形成喷射，可以利用斜向喷出的气体对液体的导流作用，进一步加快板上液体流速，以防止漏液的出现。开孔的斜向角度依照具体设计要求决定，角度范围为2-4度，当气量比较小时，角度小可以更好的发挥斜喷气体对液体的助推作用，相反，角度大可以避免液体过快的流出塔板，造成停留时间短，降低传质效率。

4.本发明在塔板上方设置一层高效规整填料，喷射的气液两相在高效规整填料中进一步传质，提高板上气液的传质效率，而且可避免由于板上液流速度快，液体停留时间短，造成板效率低的可能。

5.本发明整合了塔板和填料的优点，通过斜置塔板和底板上的斜向开孔，加快了液体的流速，满足了大液气比操作工况的要求，又通过塔板上附加高效填料，来进一步提高气液传质效率，避免了大液气比操作工况下塔板传质效率低的通病。

6.本发明可应用于多流程的塔，可以适用于任意大的塔径，而且多降液管可增加塔板的溢流周边，减小溢流强度。

这种全新的塔板不仅结构简单，而且造价低廉，经济效益显著，非常适合大液量的吸收、精馏等场合。在相同塔径的冷漠试验，多流程喷射倾斜塔板较传统塔板液体通量可大幅度的提高。

附图说明

图1单溢流喷射倾斜塔板结构示意图；

图2双溢流喷射倾斜塔板结构示意图；

图3双溢流喷射倾斜塔板百叶窗式底板结构示意图；

图4双溢流喷射倾斜塔板填料6示意图；

图5双溢流喷射倾斜塔板示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

实施例1：

如图1所示，本发明由塔壁1、底板2、降液管4和规整填料6构成，底板2和塔截面成一定角度倾斜安装在塔内，由板上液流强度的大小得到倾斜角度为4度。塔板上开有百叶窗式的长条斜孔3，开孔方向指向本层的降液管4，斜孔的角度和塔板2的倾斜角度相当，同为4度。塔板2的开孔率根据整塔的气、液相负荷计算得到。适宜的开孔率，应使得板孔动能因子比较大，一般在10—12ms^-1(kg/m³)^0.5范围内，塔板上气液两相成喷射操作状态。本实例的降液管5为弓形降液管，安装在塔壁1内侧。降液管面积不必较大，因为夹带气体的液体从上层塔板流入降液管之前，在填料的作用下，基本可以完成气液分离，可以适当的减少降液管内的停留时间。降液管的底隙要较大，以通过大流量的液体。在塔板上设置高效金属规整填料6—MY300，填料层要高于出口堰，以使液层不高过填料层，利用填料大幅度的提高传质面积，提高了喷射气液的传质效果。和传统塔板相比，传质效率提高50％-60％倍。

实施例2：

图2-5为双溢流喷射倾斜塔板结构示意图，双溢流喷射倾斜塔板成左右对称结构，和单溢流喷射倾斜塔板相同，也是由塔壁1、底板2、降液管4和规整填料6构成。塔板2和塔截面成一定角度倾斜安装在塔内，两侧安装的角度相同，由于是双溢流，塔板上溢流周边增加，塔板的倾斜角度为2度。奇数降液管5为弓形降液管，安装在塔壁1内侧；偶数降液管5为矩形降液管，安装在塔中心。降液管5两侧的底板上都开有百叶窗式的长条斜孔3，开孔方向指向本层的降液管4，斜孔的角度和塔板2的倾斜角度相当，同为2度如图3所示。图4为在塔板上设置的高效金属规整填料6—MY300，从图5中可以看出填料层要高于出口堰，以使液层不高过填料层，利用填料6来提高喷射气液的传质效果。

本发明提供的喷射倾斜塔板，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改动或适当变更与组合，来实现本实用新型技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本实用新型精神、范围和内容中。

Claims (3)

1.一种喷射倾斜塔板，由塔壁(1)、百叶窗式底板(2)、降液管(4)、规整填料(6)构成，其特征是百叶窗式底板(2)倾斜安装在塔内，百叶窗式底板上设置有规整填料(6)，百叶窗式底板的开口方向指向本层的降液管(4)；百叶窗式底板上设置有出口堰，出口堰的高度要低于百叶窗式底板上的填料层高度。

2.如权利要求1所述的一种喷射倾斜塔板，其特征是所述的规整填料为金属规整填料或丝网规整填料。

3.如权利要求1所述的一种喷射倾斜塔板，其特征是所述的喷射倾斜塔板适用于单溢流或多溢流的塔。

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