CN100558434C - 带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学工程中的气液传质设备，具体地讲是一种带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板。本发明包括液体分布板2和多孔介质板3，其特征是在于塔内设多层液体分布板2，板上开有等径的分布孔4，板与板之间倾斜放置多孔介质板3。适于在大液量小气量操作条件的一种新型塔板，适合于任意塔径的新塔和对原有旧塔的改造，使气液传质效率提高到新的水平。

Description

带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板

技术领域

本发明涉及化学工程中的气液传质设备，具体地讲是一种带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板。

背景技术

塔器是化工工业中广泛应用的一种气液、液液接触传质设备。特别是板式塔，由于其造价低廉、结构简单等优点，得到了广泛的应用。特别是在大液量小气量的吸收和精馏操作中，板式塔有着绝对的优势，因为高效填料无法发挥它的特点：气体以低速穿过高持液量的填料层，液膜稳定，传质阻力大，传质效率低，能耗高。目前，大液量小气量条件下应用的塔板基本上是筛孔塔板的改进型，如浙江工业大学开发的多降液管塔板(DJ塔板)。在这种情况下，由于液量大，降液管势必要占据很大的空间，塔板上鼓泡面积小，而且塔板堰上溢流强度大，板上液层很厚，低速的气体难以吹破液层，板间距也很大，塔板之间的区域没有得到利用，塔结构畸形，传质效率低。

上述塔板与筛孔塔板相比，虽然从一定程度上改善了气液传质效率低等缺点，并且取得了一定的效果，但是它们仍存在着诸如鼓泡面积小、堰上溢流强度大、板效率低等缺陷，需要新型塔板的问世来提高传质效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种适于在大液量小气量操作条件的一种新型塔板，适合于任意塔径的新塔和对原有旧塔的改造，使气液传质效率提高到新的水平。满足上述目的的装置的特征在于，塔内设多块液体分布板，板上开有分布孔，液体从塔顶喷淋而下；塔内不设降液管，气体从塔釜折流而上；塔内增设多孔介质板，气液两相并流通过多孔介质的孔道，其间，利用多孔介质空隙率大的特点，来提高气液传质的面积，已达到提高传质效率的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板，包括液体分布板2和多孔介质板3，其特征是在于塔内设多层液体分布板2，板上开有等径的分布孔4，板与板之间倾斜放置多孔介质板3。

所述的液体分布板上设置有堰，堰的高度是使液体不能越过出口堰流出。堰的高度一般按照具体的工业操作条件而定，其目的是控制板上的液体形成液位，以起到气封的作用。

所述的液体分布板上的分布孔的排列方式为等边三角形或正方形。分布孔的孔径以适应大液量要求，并且使气体不能通过为宜。由于液体分布板上有一定的液层，塔内上升气体被迫折流，通过液体分布板与塔壁之间的空间上升；塔内不设降液管。

所述的塔板间距斜放的多孔介质板的孔隙率要大于50％。多孔介质板的材质根据具体的操作物系进行选择，包括烧结板或金属丝网填料等等。

所述的液体分布板在塔内是交错放置的。多孔介质板上延至于上层液体分布板的堰下，下延至于下层液体分布板的堰上。

多孔介质板要迎着气流流动的方向斜放，以使气体吹动液体并流通过孔道流出；塔板上主流区两侧的弓形区也开孔。

本发明利用塔板间的多孔介质板提高气液的传质效率。在塔内，经液体分布板分布均匀的液体靠重力作用垂直下降，由于液体分布板的气封作用，上升气体被迫折流，在板间水平流动，和下降的液体并流一起通过多孔介质板，然后气体继续横向流动，液体继续垂直下降。

本发明具有如下优点：

1.本发明液体垂直穿过液体分布板，并不在板上横向流动，所以不可能在板上的弓形区内存在液体的回流。摆脱了板面上气液错流的传统塔板存在回流区的弊病，板面上液体的流动情况不在是决定板效率的重要因素。而且，经液体分布板的分布的液体在塔截面上分布更加均匀，有利于提高传质效率。

2.通过放置多孔介质板充分利用了液体分布板之间的空间，将传统塔板平面传质转移到空间进行，并且利用多孔介质板的多孔道作为气液传质的场所，增加了传质面积。

3.本发明不同于传统塔板的特点在于：传统塔板板面上气液是错流状态，而在本发明中气液是并流通过多孔介质板的。本发明抛弃了传统筛孔塔板气液鼓泡的传质方式，在多孔介质的孔道内，液体在壁面形成液膜，气体在液膜形成的圆环内通过，二者通过液膜传质。由于多孔介质的孔隙率很大，所以其内的气液传质面积要成倍的多于传统的塔板。

4.本发明液体分布板之间的距离调控的范围要大于普通塔板，因为本发明不会出现雾沫夹带等现象。

本发明可用于化工过程中的气液传质设备，在该塔内放置多孔介质板，是为了充分利用液体分布板之间的空间，为气液两相提供充分的传质空间，改变了传统塔板空间利用率不足等缺点，由于没有降液管对液流的限制，非常适合于大液量的吸收、精馏、换热等场合。

附图说明

图1为带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板本发明的结构示意图。

图2为本塔板的液体分布板结构示意图。

图3为气液在塔内流动示意图。

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：

本实例为Φ600的实验塔，气液负荷分别为：1548m³/h、2.5m³/h，如图1所示，包括塔体1、液体分布板2、多孔介质板3构成，塔内设多层液体分布板2，板上开有等径的分布孔，板与板之间的间距150mm，液体分布板在塔内是交错放置的，塔内不设降液管，多孔介质板3倾斜放置在液体分布板之间。液体分布板上设有溢流堰，堰高为20mm，堰长470mm。液体分布板上有一定的液层，塔内上升气体被迫折流，通过液体分布板与塔壁之间的空间上升。在本实例中，如图2所示的液体分布板上(包括弓形区)开有液体分布孔，液体分布孔的排列方式为等边三角形排列，分布孔的孔径为10mm，孔间距75mm。由于液体在液体分布板上不存在水平流动，只是垂直穿过分布板，所以不可能在板上的弓形区内存在液体的回流，摆脱了气液错流的传统塔板存在回流区的弊病。

多孔介质板上延至于上层液体分布板的堰下，下延至于下层液体分布板的堰上。本实例塔板间距斜放的多孔介质板采用孔隙率大于50％规整丝网填料MY500，其大小为470mm×150mm×750mm。填料要迎着气流流动的方向斜放，以使气体吹动液体并流通过填料流出。

图3所示为在塔内气液流动示意图：液体垂直穿过液体分布板2，从塔顶喷淋而下；塔内不设降液管，由于液体分布板上液体产生的液封作用，气体从塔釜通过塔板和塔板以及塔板和塔壁之间的空间折流而上；塔内设多孔介质板3，气液两相并流通过多孔介质的孔道，气液在塔板间错流流动，在多孔介质内并流传质。传统的塔板，例如筛孔塔板和浮阀塔板，利用气液鼓泡传质，在这种大液量操作条件下，传质效率不高，而利用气液在多孔介质内并流传质的本专利，较于传统塔板，传质效率可提高两倍到三倍。

本发明提出的带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板，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，来实现本发明。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 (4)

1.一种带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板，包括液体分布板(2)和多孔介质板(3)，其特征是在于塔内设多层液体分布板(2)，液体分布板上开有等径的分布孔(4)，液体分布板与液体分布板之间倾斜放置多孔介质板(3)；液体分布板在塔内是交错放置的；液体分布板上设置有堰，堰的高度是使液体不能越过出口堰流出；多孔介质板上延至于上层液体分布板的堰下，下延至于下层液体分布板的堰上；多孔介质板要迎着气流流动的方向斜放，以使气体吹动液体并流通过多孔介质板。

2.如权利要求1所述的带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板，其特征是所述的液体分布板上的分布孔的排列方式为等边三角形或正方形。

3.如权利要求1所述的带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板，其特征是塔板间距斜放的多孔介质板的孔隙率要大于50％。

4.如权利要求1所述的带有液体分布板的多孔介质倾斜塔板，其特征是所述的多孔介质板的材质根据具体的操作物系进行选择，包括烧结板或金属丝网填料。

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