CN102600789A

CN102600789A - 一种与塔体一体化的完全消除壁流效应的装置及其安装方法

Info

Publication number: CN102600789A
Application number: CN2012100684172A
Authority: CN
Inventors: 刘春江; 丁晖殿; 袁希钢; 郭凯
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2012-07-25

Abstract

本发明涉及一种与塔体一体化的完全消除壁流效应的装置及其安装方法。它由收液圈1和液体再分布圈2组成，收液圈的上端焊接在塔内壁上，低于填料层，收液圈下端裁开；液体再分布圈为底部带有圆环的筒体，把液体再分布圈插在塔壁3和收液圈之间，液体再分布圈的上端高出收液圈的裁开的位置的下端，液体再分布圈的底部圆环设置在填料层上。本发明的收液圈上部分与塔体之间无缝隙，不会出现收集壁流液体不完全的现象，不会形成二次壁流。

Description

一种与塔体一体化的完全消除壁流效应的装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及填料塔相关设备，具体地说，它是一种与塔体一体化的，能完全消除壁流效应的装置及其安装方法。

背景技术

填料塔广泛运用于化工、石化、食品、医药等行业中，规整填料有热质交换效率高、操作弹性大、持液量小等优点。由于流到填料外围的液体只能顺着塔壁往下流，或当液体最初分布不均时，就会形成壁流、造成返混，严重影响分离效果。研究表明，填料塔不采取防壁流措施时，会有10％～40％的壁流量，对分离效果的影响在10％以上。因此，减少或消除壁流效应，对提高填料塔的分离能力，降低成本，具有重要的意义。国内外的研发机构对规整填料防壁流做了很多研究，也获得了不同的效果。

96231087.5设计了一个引导环，其目的是上部喇叭口与填料塔接触、下端连接规整填料，喇叭口将壁流液体收集后，再导入填料层。97123117.6改变填料结构与排布方法，将填料层的某些填料片长度缩短并将填料层交错排布，降低了发生壁流的可能性。01108264.X提出了针对陶瓷规整填料的防壁流圈，由耐温耐腐蚀材料制成，分为包扎环、肩圈、壁流收集引导圈，引导圈内圈呈锯齿状。03219284.3采用不锈钢环，上壁流圈向外翻紧贴塔壁，吸收液体，下壁流圈向内翻，使壁流液体进入填料重新分布。200320106576.3与03219284.3类似，不同点是前者下面的分布片呈锯齿状并有开孔，这样能防止填料外围出现“干板”现象。200810124793.2改变了普通波纹规整填料的结构，普通波纹板单层只有一个方向，这种波纹板则有N个方向(N取3～8)，各方向之间夹角不同、长度不一，安装时交错安装，比普通填料折流更多次，降低了壁流的生成几率。以上专利技术的防壁流装置是作为塔内件的一部分，装填入填料塔内，从根本上讲与塔体是分开的。而本发明提出一种与塔体一体化的防壁流技术与装置，与以上提到的专利均不同，能彻底消除壁流，具体方案陈述如下。

发明内容

本发明提出一种与塔体合为一体的防壁流装置及安装方法，它将收液圈1焊接在塔内壁上，把液体再分布圈2插在塔壁3和收液圈1之间，通过收集、引导、重新分布壁流液体，从而彻底消除壁流效应。整个过程材料简单，加工方便，成本低廉，提高了填料塔的分离效率。

本发明是这样实现的：

一种与塔体一体化的完全消除壁流效应的装置，它由收液圈1和液体再分布圈2组成，收液圈的上端焊接在塔内壁上，低于填料层，收液圈下端裁开，开口宽度5mm～100mm、开口深度为收液圈宽度的30％～70％；液体再分布圈为底部带有圆环的筒体，把液体再分布圈插在塔壁3和收液圈之间，液体再分布圈的上端高出收液圈的裁开的位置的下端，液体再分布圈的底部圆环设置在填料层上。

所述的收液圈和液体再分布圈采用有弹性和韧性的材料。所述的液体再分布圈的底部圆环的宽度为5mm～30mm。

所述的材料为不锈钢薄钢片。所述的收液圈和液体再分布圈厚度为0.1～1mm。

本发明的填料塔防壁流装置的安装方法，其步骤如下：

1)在填料塔塔底安放好填料托架5，将第一层填料4置于填料托架上；

2)焊接收液圈，将液体再分布圈上端插在塔内壁与收液圈之间，液体再分布圈的底部圆环放置在填料上；

3)将收液圈下面裁开部分向上弯曲呈90°夹角，向下装填料，填料把收液圈向上弯曲部分压下，再压到液体再分布圈的底部圆环上，与下面的填料层衔接，收液圈裁开的下部分会紧贴在填料上；

4)重复步骤2)和3)，完成多层填料层的安装；

5)安装液体再分布器6，收液圈焊接在液体再分布器下方，使液体再分布器最外围的液体沿液体再分布器流下，而不形成壁流。

本发明的优点有：

1.收液圈1上部分与塔体之间无缝隙，不会出现收集壁流液体不完全的现象；

2.液体再分布器6下方也布置收液圈1，从源头上杜绝了壁流的发生；

3.收液圈1上下部分被填料4压平之后，由于钢板非常薄，填料4也将紧贴塔内壁，不会使局部塔径变小，因而不会影响气路的通畅；

4.液体再分布圈2直接放在填料4上，拆装很方便。收液圈1流下的液体被液体再分布圈2收集，流入下一层填料4，不会形成二次壁流。

附图说明

图1是放置填料托架5及填料4后收液圈1未弯曲的主视图。

图2是弯曲收液圈1下部分的主视图，3为塔壁。

图3是图2的俯视图。

图4是装填第二块填料之后塔内主视图。

图5是安装液体再分布器6之后塔内主视图。

图6是收液圈1加工前的钢板平面图。

图7是放置填料托架5及填料4后收液圈1与液体再分布圈2的立体示意图。

图8是装填第二块填料之后塔内立体示意图。

图9是液体再分布圈2示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明专利进一步说明：

本装置由收液圈1和液体再分布圈2组成，收液圈1一般选择0.1～1mm不锈钢薄钢板，形状如图6所示，长度与塔内壁周长基本相等，宽度一般不超过每盘填料的高度，以每盘填料的高度的60％～80％为宜；将下面部分裁开，开口宽度5mm～100mm，开口深度30％～70％，也可根据塔径和填料选择合适的开口宽度和深度，将不锈钢薄钢板上部分焊接在塔内壁上，与相应填料平齐或稍下，不留缝隙，如图1所示。

液体再分布圈2一般选择0.1～1mm不锈钢薄钢板，形状如图9所示。圆筒高应超过收液圈1的最下沿，以每层填料高的25％～50％为宜。底面圆环的宽度应根据填料塔塔径确定，太宽则会使局部塔径减小，影响气路通顺，太窄则会降低再分布效果，再次形成壁流，一般以5mm～30mm为宜，也可根据实际情况选择。

开始安装时，在填料塔塔底放好填料托架5，将第一层填料放在填料托架5上，焊接收液圈1，将液体再分布圈2插在塔内壁与收液圈1之间，放置在填料4上。然后将裁好的开口向上弯曲，至与上部分约呈90°夹角，如图2所示，俯视图如图3所示，立体示意图如图7所示。向下装填填料4时，填料4会把收液圈1上下部分压平，由于不锈钢薄钢板具有弹性，收液圈1裁开的下部分会紧贴在填料4上，如图4所示。重复安装收液圈、液体再分布圈和填料，完成填料层的安装。安装液体再分布器6时，需要将收液圈1焊接在液体再分布器6下方，液体再分布器6最外围的液体会沿液体再分布器6流下，如图5所示。

填料4取出清洗再装入前，只需把收液圈1的上下部分角度重新调整至90°左右。放入填料4和液体再分布圈2时，由于收液圈1材料良好的弹性，收液圈1裁开的下部分会再次紧贴在填料4上。

本装置安装完毕之后，如图8所示，收液圈1下部分被压平，最上沿焊接在塔内壁上，与填料平齐或稍下，没有缝隙，最下沿低于液体再分布圈2的圆筒；液体再分布圈2夹在收液圈1与塔壁3之间，下面是下一层填料。最底下一层填料已无必要再使用本装置，置于填料托架上。

下面实例将更好地对本发明进行说明，但不会因此而限制其应用。

具体实施例：

实施例1：

收液圈1选择符合GB/T G3280-2007标准的不锈钢薄钢片，长1200mm，宽75mm，厚0.2mm，将下部分开口宽度20mm，开口深度35mm，焊接在塔体内壁上。液体再分布圈2同样选择GB/T G3280-2007标准的不锈钢薄钢片，圆筒高35mm，圆周长1200mm，底部圆环宽10mm。

此装置用于内径380mm的精馏塔内，每段填料高度100mm，每段填料均配置此装置，填料层高度1000mm，采用350Y不锈钢规整填料。精馏塔分离苯-乙苯混合物，首先不用此装置，只用上述填料，约有37.9％的壁流，使用此装置后，无壁流现象发生，分离效率约提高了20.5％。

实施例2：

收液圈1选择符合GB/T G3280-2007标准的不锈钢薄钢片，长3160mm，宽200mm，厚0.2mm，将下部分开口宽度30mm，开口深度90mm，焊接在塔体内壁上。液体再分布圈2同样选择GB/T G3280-2007标准的不锈钢薄钢片，圆筒高130mm，圆周长3160mm，底部圆环宽15mm。

此装置用于内径1000mm的精馏塔内，每段填料高度300mm，每段填料均配置此装置，填料层高度6000mm，采用250Y不锈钢规整填料。精馏塔分离乙醇-水混合物，首先不用此装置，只用上述填料，约有28.6％的壁流，使用此装置后，无壁流现象发生，分离效率约提高了12.1％。

以上实施例的目的在于更好地说明本发明，根据不同填料塔的塔径、塔高、填料等方面因素的不同，本装置的各项参数(材质、尺寸、加工细节、安装方法等)可以有相应的变化，相关技术人员在其基础上做的替代或变换，在本发明保护之内。

Claims

1.一种与塔体一体化的完全消除壁流效应的装置，其特征是它由收液圈(1)和液体再分布圈(2)组成，收液圈的上端焊接在塔内壁上，低于填料层，收液圈下端裁开，开口宽度5mm～100mm、开口深度为收液圈宽度的30％～70％；液体再分布圈为底部带有圆环的筒体，把液体再分布圈插在塔壁(3)和收液圈之间，液体再分布圈的上端高出收液圈的裁开的位置的下端，液体再分布圈的底部圆环放置在填料层上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是所述的收液圈和液体再分布圈采用有弹性和韧性的材料。

3.如权利要求1所述的装置，其特征是所述的液体再分布圈的底部圆环的宽度为5mm～30mm。

4.如权利要求2所述的装置，其特征是所述的材料可为不锈钢薄钢片。

5.如权利要求2或3所述的装置，其特征是所述的收液圈和液体再分布圈厚度为0.1～1mm。

6.权利要求1的填料塔防壁流装置的安装方法，其特征是步骤如下：

1)在填料塔塔底安放好填料托架(5)，将第一层填料(4)置于填料托架上；

4)重复步骤2)和3)，完成多层填料层的安装；

5)安装液体再分布器(6)，收液圈焊接在液体再分布器下方，使液体再分布器最外围的液体沿液体再分布器流下，而不形成壁流。