CN101708453B - 分段式反应塔用分隔塔板 - Google Patents

Abstract

一种分段式反应塔用分隔塔板，包括板体，所述板体上开设有一个以上的导气孔，所述导气孔上安装有导气组件，所述导气组件包括挡液板和导气通道，所述导气通道的底端与导气孔相连通，所述用来防止喷淋液落入导气通道的挡液板安装于导气通道的顶端。本发明是一种阻力损失小、结构简单紧凑、成本低廉、安装制作方便、适用范围广、功能集成度高的分段式反应塔用分隔塔板。

Description

分段式反应塔用分隔塔板

技术领域

本发明主要涉及到化工、环保设备领域，特指一种用于反应塔的隔板。

背景技术

近年来，集多种功能于一体的反应塔在化工、环保领域应用相当普遍。这种结构避免了采用多个塔体分别对气体中的不同组分进行吸收处理，而是把多塔变成一个塔，简化了结构、减小了占地面积。不仅如此，在对同一种气体吸收时，有时候要求在同一塔内不同塔段采用不同浓度或不同pH的吸收液，如：采用不同pH的吸收液，以此减少高浓度的具有挥发性的吸收液自身的逃逸和提高吸收效率。比如：在氨法脱硫工艺中，常见的都是在主吸收塔前加一个预洗涤塔，以此来达到对烟气的预先降温、除尘，防止高温烟气进入主吸收塔，引起主吸收塔内反应生成的(NH₃)₂SO₃在高温下分解，以及减少吸收液中NH₃的挥发；而在主吸收塔内，经过脱硫后的烟气会夹带一定的逃逸氨和被分解的盐，因而在主体塔内的除雾器的前端又增设除逃逸氨层，一般采用清水或低pH值的吸收液，因此，也需要采用多功能反应塔。

现有分段塔内是采用隔板作为塔段分隔部件，但是现有的塔板结构阻力损失非常大，严重影响到隔板以上塔段的气流分布(气体在塔内自下而上运动)，影响所述塔段的吸收性能，并且不能除去烟气中夹带的液滴及灰尘、加大了塔顶除雾器的负荷，各种盐分也因此被带至隔板以上塔段，造成系统运行不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种阻力损失小、结构简单紧凑、成本低廉、安装制作方便、适用范围广、功能集成度高的分段式反应塔用分隔塔板。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种分段式反应塔用分隔塔板，包括板体，所述板体上开设有一个以上的导气孔，其特征在于：所述导气孔上安装有导气组件，所述导气组件包括挡液板和导气通道，所述导气通道的底端与导气孔相连通，所述用来防止喷淋液落入导气通道的挡液板安装于导气通道的顶端。

作为本发明的进一步改进：

所述导气通道内包括一段以上的导流折板通道，所述导流折板通道为具有弧形弯折段的弯折管、或为具有直角弯折段的弯折管、或为由弧形弯折板和直角弯折板组合而成的弯折管

所述导气通道的出口端设有直通管段。

所述板体上沿板体边缘开设有一个以上的集液管。

所述板体上中部开设有一条以上的引流槽，所述板体上沿板体边缘开设有环形集液槽，所述引流槽与环形集液槽连通，所述环形集液槽与集液管相连。

所述挡液板的一端固定于导气通道上并沿倾斜于水平面的方向布置。

所述板体上的导气组件呈阵列状态排列，相邻两排导气组件上挡液板的布置方向不同。

所述导气组件呈环形状态排列，相邻两圈导气组件上挡液板的布置方向不同。

所述板体由两块以上的板体单元拼接而成。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明的分段式反应塔用分隔塔板，阻力损失小、结构简单紧凑、成本低廉、安装制作十分方便，其集除雾、集液、均匀气体分布等多项功能于一体，不仅能够收集分隔塔板以上塔段的板式塔板、填料层或喷淋层降下来的浆液，去除分隔塔板以下塔段气体夹带上来的雾沫、液滴、灰尘等颗粒，减轻了后续除沫/除雾器的负荷，还能够使流过该分隔塔板的气体分布更加均匀；本发明能够提高气流的湍流强度，增加分隔塔板以上塔段气体与吸收液反应的传质速率。

2、本发明的分段式反应塔用分隔塔板，适用范围广，可应用于多种分段式操作的反应塔，还能应用于不同的塔型，如填料塔、板式塔，喷淋塔等。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图；

图2是图1中A-A处的结构示意图；

图3是一种板体的俯视结构示意图；

图4是另一种板体的俯视结构示意图；

图5是本发明中导气组件与板体的连接结构示意图；

图6是本发明中导气通道的立体结构示意图；

图7是本发明中第一种导气通道的截面形状示意图；

图8是本发明中第二种导气通道的截面形状示意图；

图9是本发明中第三种导气通道的截面形状示意图。

图例说明

1、板体；101、导气孔；102、集液管；103、引流槽；104、环形集液槽；105、板体单元；2、导气组件；201、挡液板；202、导气通道；203、弧形弯折段；204、直角弯折段；205、直角弯折板；206、弧形弯折板；207、持液部；208、直通管段；3、塔壁。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明分段式反应塔用分隔塔板，包括板体1，板体1上开设有一个以上的导气孔101，本实施例中导气孔101均为方孔，板体1可以由聚丙烯、玻璃钢、合金或其它能耐受吸收剂浆液冲刷和腐蚀的材料制作。导气孔101上安装有导气组件2，导气组件2包括挡液板201和导气通道202，导气通道202的底端与导气孔101相连通，导气通道202为一用来传送气体的封闭腔体。用来防止喷淋液落入导气通道202的挡液板201安装于导气通道202的顶端，也可以将导气通道202和挡液板201一体成型。相邻导气通道202之间形成持液部207。板体1上沿板体边缘开设有一个以上的集液管102，本实施例中，板体1上中部开设有一条以上的引流槽103，板体1上沿板体边缘开设有环形集液槽104，引流槽103与环形集液槽104连通，环形集液槽104与集液管102相连。反应塔内分隔塔板以上的喷淋装置喷出的液体会通过引流槽103导入环形集液槽104后，经集液管102导出，汇聚到塔壁3外侧的集液槽内(图中未示出)。如图4所示，在另一个实施例中，也可以没有环形集液槽104和引流槽103，液体直接从板体1表面流到集液管102内。

参见图7、图8和图9，导气通道202内包括一段以上的导流折板通道(本实施例中仅以一段导流折板通道为例)，导流折板通道为具有弧形弯折段203的弯折管、或为具有直角弯折段204的弯折管、或为由弧形弯折板206和直角弯折板205组合而成的弯折管。导气通道202的出口端设有直通管段208。参见图6和图9，本实施例中导流折板通道采用由弧形弯折板206和直角弯折板205组合而成的弯折管。

本实施例中，挡液板201的一端固定于导气通道202上并沿倾斜于水平面的方向布置。板体1上的导气组件2呈阵列状态排列，相邻两排导气组件2上挡液板201的布置方向不同。在其他实施例中，导气组件2还可以为呈环形状态排列，相邻两圈导气组件2上挡液板201的布置方向不同；或者导气组件2还可以根据需要采用阵列加环状的组合形式。

本实施例中，板体1由两块以上的板体单元105拼接而成，在每个板体单元105上开导气孔101、安装导气组件2，令制作、安装更加方便，能够实现大尺寸的设计。

本发明的分隔塔板主要装设于分段式反应塔内，用来分隔反应塔内的各段空间。

本发明分隔塔板具有集液及导流液体的功能：能够收集上层吸收塔沉降下来的吸收液，如分隔塔板以上塔段的板式塔板、填料层或喷淋层等降下来的吸收液。将下来的吸收液落在相邻导气通道202之间形成的持液部207内，然后流入引流槽103和环形集液槽104内(自由流动)，通过引流槽103和环形集液槽104被集液管102导入塔外的集液槽内(图中未示出)。

本发明分隔塔板具有改善气体分布、提高传质性能的功能：气体分布对吸收塔的传质性能有至关重要的影响。现有吸收塔的集液隔板在集液的同时，由于其自身结构的原因，严重影响气流分布，造成隔板以上塔段的传质功能下降。本发明中若干个导气组件2呈阵列状态排列，且相邻两排导气组件2上挡液板201的布置方向不同，实现错位排列，使通过本发明分隔塔板的气流分布均匀，同时增加了气流湍流强度，提高了传质性能。

本发明分隔塔板具有气、液、固的分离功能：当位于分隔塔板下段吸收塔的液气比大时(例如为8～15L/m³时)，经过吸收处理后的气体将会夹带有大量的雾沫、液滴，这就需要对其进行气液分离处理(一般通过在反应塔顶部增加多级除雾器)。特别是在反应塔的上、下两段吸收液性质不同时，为了避免使下段吸收液带入上段吸收液，造成两层吸收液相互混合，最终影响到反应塔对不同气体组分分离的功能。本发明的分隔塔板能够把气体中夹带的雾沫、液滴、粉尘等颗粒通过在导气通道202内碰撞、凝聚、以及离心力作用，使其被导气通道202内的导流折板壁面捕捉下来，并在导流折板壁面汇聚成一定厚度的液层，下落至下层塔段，有效地减轻了后续的塔顶部除沫/除雾器的负荷。

工作原理：当气流通过板体1时，先进入板体1上的导气孔101内，速度就有了提升，然后进入导气通道202内的弯折段，该弯折段实际为一由弯折管组成的导流折板通道。气体进入导流折板通道后撞击到第一个拐弯处的壁面上，大部分的液滴和粉尘被捕捉下来，然后气流顺着导流折板改变一个角度的方向，改变方向的气流沿着导流折板通道经过第二个拐弯处，在这个具有一定角度的拐弯处，气流将会做离心运动，离心力使没有在第一个拐弯处被除去的液滴和粉尘在第二个拐弯处被抛向导流折板壁面，从而被捕集下来；改变方向的气流沿着导流折板通道进入下一个拐弯处，以此类推，逐渐除去夹带上来的微细液滴和粉尘。之后进入导气通道202出口端的直通管段208，从直通管段208出来的气流速度慢慢恢复至进入分隔塔板之前的气速，但湍流强度有所提高，提高了传质传热效率。从分隔塔板出来的气体与分隔塔板以上塔段降下来的吸收液相互撞击，产生整流作用，使气流分布进一步均匀，防止了分隔塔板以上塔段的气流产生短路现象。经过对这个过程进行数值模拟发现，从导流折板通道流出来的气流和分隔塔板以上塔段降下来的吸收液相互作用，之后在一定高度范围内已经基本分布均匀。分隔塔板以上塔段降下来的吸收液落至板体1上，被引流至引流槽103和环形集液槽104内，流入集液管102，导入塔外的吸收液储罐内(图中未示出)，储罐内的吸收液被泵送入分隔塔板以上塔段循环使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，例如：将斜板式的挡液板201用曲面板或其他形状的板状构件代替、采用两块以上的挡液板201、板体1上的导气孔101改成圆孔或其他形状等等，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种分段式反应塔用分隔塔板，包括板体(1)，所述板体(1)上开设有一个以上的导气孔(101)，其特征在于：所述导气孔(101)上安装有导气组件(2)，所述导气组件(2)包括挡液板(201)和导气通道(202)，所述导气通道(202)的底端与导气孔(101)相连通，所述用来防止喷淋液落入导气通道(202)的挡液板(201)安装于导气通道(202)的顶端；所述导气通道(202)内包括一段以上的导流折板通道，所述导流折板通道内气体夹带的颗粒在导气通道(202)内被导流折板通道的壁面捕捉下来、汇聚成液膜层并下落至下层塔段。

2.根据权利要求1所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述导流折板通道为具有弧形弯折段(203)的弯折管、或为具有直角弯折段(204)的弯折管、或为由弧形弯折板(206)和直角弯折板(205)组合而成的弯折管。

3.根据权利要求2所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述导气通道(202)的出口端设有直通管段(208)。

4.根据权利要求1或2或3所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述板体(1)上沿板体边缘开设有一个以上的集液管(102)。

5.根据权利要求4所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述板体(1)上中部开设有一条以上的引流槽(103)，所述板体(1)上沿板体边缘开设有环形集液槽(104)，所述引流槽(103)与环形集液槽(104)连通，所述环形集液槽(104)与集液管(102)相连。

6.根据权利要求1或2或3所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述挡液板(201)的一端固定于导气通道(202)上并沿倾斜于水平面的方向布置。

7.根据权利要求6所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述板体(1)上的导气组件(2)呈阵列状态排列，相邻两排导气组件(2)上挡液板(201)的布置方向不同。

8.根据权利要求6所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述导气组件(2)呈环形状态排列，相邻两圈导气组件(2)上挡液板(201)的布置方向不同。

9.根据权利要求1或2或3所述的分段式反应塔用分隔塔板，其特征在于：所述板体(1)由两块以上的板体单元(105)拼接而成。

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