CN101507883A - 一种膜喷射无返混塔板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种膜喷射无返混塔板。该塔板包括喷射罩、塔盘圈和降液板，塔板上开有升气孔，降液板与塔板之间构成降液管，在塔板的升气孔对应位置处通过支撑板固装着顶盖，喷射罩的底部与塔板之间留有空隙，该空隙构成液体进入喷射罩内的通道，喷射罩的两个侧壁开有喷射孔，其特征在于所述塔板上的升气孔为长方形，升气孔处焊接有长方形升气管，升气管的上端为喷嘴；所述顶盖、升气管与支撑板组成喷射罩；在所述两个喷射罩之间以及边缘喷射罩的外侧安装有导液槽，导液槽三面有壁，一面开口，开口端伸入降液管。该塔板可避免液体返混，大幅提高传质推动力和塔板效率。

Description

一种膜喷射无返混塔板
技术领域
本发明涉及化学反应与产品分离的塔技术，具体为一种化学工业蒸馏、吸收、解吸、增湿及热交换用的喷射塔板，特别是一种膜喷射无返混塔板。
技术背景
ZL9920012.6号专利文件公开了一种立体喷射气液接触组合元件。该组合元件特征是帽罩底边留有固定高度的支撑板，帽罩侧板与塔板之间形成固定的底隙。该组合元件在板式塔上使用，可以提高塔设备的处理能力，降低塔板压降，提高操作弹性和传质效率，降低生产成本。但是，该组合元件由于从喷射罩喷出的液体重新落回塔板上，完成气液传质的液体与塔板上的液体重新混合(即返混)，然后再被帽罩吸入提升，降低了气液传质的推动力，从而不利于塔板效率的发挥。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种膜喷射无返混塔板，该塔板结构简单，可防止液体返混，同时可减少塔板之间由于液面梯度而导致的漏液，进一步提高塔设备的操作弹性和传质效率。
本发明解决所述塔板技术问题的技术方案是：设计一种膜喷射无返混塔板，该塔板包括喷射罩、塔盘圈和降液板，塔板上开有升气孔，降液板与塔板之间构成降液管，在塔板的升气孔对应位置处通过支撑板固装着顶盖，喷射罩的底部与塔板之间留有空隙，该空隙构成液体进入喷射罩内的通道，喷射罩的两个侧壁开有喷射孔，其特征在于所述塔板上的升气孔为长方形，升气孔处焊接有长方形升气管，升气管的上端为喷嘴；所述顶盖、升气管与支撑板组成喷射罩；在所述两个喷射罩之间以及边缘喷射罩的外侧安装有导液槽，导液槽三面有壁，一面开口，开口端伸入降液管。
与现有技术相比，本发明膜喷射无返混塔板由于在喷射罩之间安装了导液槽，分离了已传质和未传质的液体，使发生气液传质的液体可以直接从导液槽流到下一层塔板，避免了与塔板上的未发生气液接触的液体返混，使液体组分浓度与气体组分浓度之间形成最大差值，从而大幅提高了传质推动力和塔板效率。
附图说明
图1是本发明膜喷射无返混塔板一种实施例的俯视结构示意图；
图2是本发明膜喷射无返混塔板一种实施例剖面结构示意图(塔体的侧视结构图)；
图3是本发明膜喷射无返混塔板一种实施例开有长方形孔的膜喷射无返混帽罩单元侧视(图1中的A—A剖面)结构示意图；
图4是本发明膜喷射无返混塔板一种实施例的剖面(图3中的C—C剖面)结构示意图；
图5是本发明膜喷射无返混塔板一种实施例的V字形顶盖侧视示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：
本发明设计的膜喷射无返混塔板(简称塔板，参见图1—4)，水平安装在塔壳1内，包括喷射罩、塔盘圈2和降液板3，塔板5上开有升气孔并安装有升气管11，降液板3与塔板5之间构成降液管6，在塔板5的升气孔对应位置处通过支撑板14固装着顶盖16，喷射罩的底部与塔板5之间留有空隙，该空隙构成液体进入喷射罩内的通道，喷射罩的两个侧壁开有喷射孔13，其特征在于所述塔板5上的升气孔为长方形，升气孔处焊接有长方形升气管11，升气管11上窄下宽，形成喷嘴状气体通道；所述顶盖16、升气管11与支撑板14组成喷射罩；在所述两个喷射罩之间以及边缘喷射罩的外侧安装有导液槽12，导液槽12三面有壁，一面开口，开口端伸入降液管6。
本发明所述的喷射罩(参见图3、4)可以是矩形体或者梯形体，通过支撑板14焊接或者螺栓连接在水平塔板5上。喷射罩的两个侧壁为支撑板14，支撑板14的上端安装顶盖16，喷射罩内的中心位置处安装升气管11。所述喷射罩的顶盖16可以是平面板、圆弧面板或者V字形面板(沿着顶盖16的长边处折弯)，V字形面板顶盖16的折弯角度为90-150°(实施例为120°，参见图5)很显然，支撑板14的高度决定了升气管11的管口(即气相喷嘴)与顶盖16之间的距离。在所述顶盖16与升气管11之间的矩形喷射罩两个侧面板上开有喷射孔13，喷射孔13大小由流体力学计算得到，喷射孔的形状则由不同的用途决定，可以为一个条状的矩形孔，也可开为若干个均布的圆形孔或者方形孔。例如，实施例的喷射孔13为圆形孔，孔径15mm。
本发明塔板所述导液槽12为三面有壁，一面开口的簸箕形结构，其开口端或开口一面为液体流出口。该开口端伸入降液管6内，可以把回落的液体通过导液槽12和降液管6直接送入下层塔板。实施例的导液槽12开口端伸入降液管6内5-15cm。所述的导液槽12可以通过四个支撑脚焊接在水平塔板5上，也可以直接安装在相邻的两个喷射罩之间的两个(侧壁)支撑板14上。
本发明塔板由于喷射(帽)罩内安装有升气管11，一方面起到减少漏液的作用，另一方面在升气管11与升气(板)孔之间能够自然形成液体通道，液体可从喷射罩外绕流进入喷射罩内，通过升气管口的喷嘴向上喷射，因而可一定程度上避免液体因压头较大或气相流量偏小引发液体从升气孔下漏的现象；喷射上升的液体被拉膜破碎，并且大部分都落到所述的导液槽12中，避免了液体的返混；同时通过调整溢流堰10的高度和喷嘴的高度，保证了喷嘴上一定液层高度，使得液体的破碎程度较好，提高了传质、传热效率。
本发明塔板的工作原理和过程是，由上层塔板下降液体从降液管6流向本层水平塔板5上，然后从喷射罩侧面进入喷射罩内，上升气体从升气管11进入将液层托起，提升到喷嘴附近，使液体拉膜、破碎，从喷射罩两侧(支撑板)的喷射孔13中喷出，喷出的气液混合物落在导液槽12里后，从开口端流出，并通过降液管6流到下一层塔板上，而气体则上升进入上层塔板。当气量和溢流堰10高度不断调节变化时，进入喷射罩内液体的流量大小也会随之变化。由于从喷射罩出来的液体直接进入导液槽12内流动，从而避免了液体返混现象的发生，提高了塔板的传质、传热效率，并增大了塔板处理能力。
本发明塔板通过分离已传质和未传质液体的方法，改变了传统的液体返回流动的路径，提高了塔板的气液传质、传热效率，减少了由于液面梯度而形成的漏液，增大了塔板的操作稳定性，工业生产的操作弹性可设计为40～150％。可广泛用于化学工业中的蒸馏、解吸、吸收等工艺过程。

Claims (4)

1.一种膜喷射无返混塔板，该塔板包括喷射罩、塔盘圈和降液板，塔板上开有升气孔，降液板与塔板之间构成降液管，在塔板的升气孔对应位置处通过支撑板固装着顶盖，喷射罩的底部与塔板之间留有空隙，该空隙构成液体进入喷射罩内的通道，喷射罩的两个侧壁开有喷射孔，其特征在于所述塔板上的升气孔为长方形，升气孔处焊接有长方形升气管，升气管的上端为喷嘴；所述顶盖、升气管与支撑板组成喷射罩；在所述两个喷射罩之间以及边缘喷射罩的外侧安装有导液槽，导液槽三面有壁，一面开口，开口端伸入降液管。
2.根据权利要求1所述的膜喷射无返混塔板，其特征在于所述导液槽的开口端伸入降液管内5-15cm。
3.根据权利要求1所述的膜喷射无返混塔板，其特征在于所述顶盖是平面板、圆弧面板或者V字形面板。
4.根据权利要求3所述的膜喷射无返混塔板，其特征在于所述V字形面板顶盖的折弯角度为90-150°。
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