CN103301646A - 液体分布器 - Google Patents

Abstract

一种液体分布器，该液体分布器具有分布器底板和多个升气槽，且升气槽的顶部设有分液槽，其中，该升气槽还包括：多个溢流孔，该多个溢流孔设置在升气槽的槽壁上；以及导液管，该导液管设置在升气槽的槽内壁上，且该多个溢流孔与该导液管流体连通；其中，多个溢流孔中最下方的溢流孔距分布器底板一定距离，使得有一定量的液体能收集在分布器底板上，从而在物料易结块的情形下，结块物料可沉积在分布器底板上，而不会堵塞溢流孔或通过溢流孔进入到液体分布器内部，且导液管从分布器底板伸出。

Description

液体分布器

技术领域

本发明涉及一种液体分布器，尤其是用于填料塔的液体分布器。

背景技术

化工分离过程有许多领域要用到精馏塔，塔器分为板式和填料式，其中填料塔要根据不同填料型号分段装填，段与段之间留有一定高度以供安装液体分布器，小塔径填料塔的分离效率对流体的均布不敏感，大塔径的填料效率与流体的初始分布有很大关系，也就是存在放大效应，良好的液体分布器可以最大程度的减小放大效应，使得填料效率充分发挥出来，分离效率提高，回流比降低，热负荷降低，达到节能的效果。

目前分布器有许多类型，重力式分布器包括槽式、板式、盘式等；压力式分布器主要包括管式、喷头式等。这些分布器可用在石油化工，精细化工，溶剂回收等。对于高压精馏和物料易结块情况下分布器的设计还未见其专利报道，由于高压情况下，流体性质和常减压下不同，填料效率的发挥对流体分布质量要求更高，同时针对卤代烯烃物系易聚合的特点，要求分布器还要抗堵。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体分布器，该液体分布器能解决现有技术中存在的上述问题，且该液体分布器结构简单，易于加工，且成本低，压降低，操作灵活性大，使得液体分布均匀，并且在高压情形下以及在物料易结块的情形下具有良好的性能。

根据本发明的一方面，本发明涉及一种液体分布器，该液体分布器具有分布器底板和多个升气槽，且升气槽的顶部设有分液槽，其特征在于，该升气槽还包括：

多个溢流孔，该多个溢流孔设置在升气槽的槽壁上；以及

导液管，该导液管设置在升气槽的槽内壁上，且多个溢流孔与导液管流体连通；

其中，该多个溢流孔中最下方的溢流孔距分布器底板一定距离，且导液管从分布器底板伸出。

较佳的是，该分液槽顶部固定连接有分液板，分液板具有中间弯折部分和两侧折边部，并且大致呈“M”形。该折边部的折边长度在5-60mm的范围内。

较佳的是，多个溢流孔中最下方的溢流孔距分布器底板的距离在25-100mm的范围内。

另外，较佳的是，溢流孔呈矩形，且溢流孔的宽度在4-18mm的范围内，而溢流孔的高度在4-18mm的范围内。

较佳的是，该导液管呈抛物线形状，且导液管从分布器底板伸出的距离在10-200mm的范围内。导液管底端固定连接有液体分布导流板，导流板相对于槽壁向内弯折，且弯折角度在10-60度的范围内。此外，导流板上设有多个导流条，这些导流条相对于槽壁向内弯折，且弯折角度与导流板的弯折角度相同，导流条的排列方式为倒三角形。

较佳的是，该升气槽还包括多个漏液孔，该多个漏液孔设置在槽壁的底部，且漏液孔的底部大致与分布器底部齐平。

附图说明

从下文参照附图对本发明的某些实施例的详细描述中，将更完整地理解本发明的这些和其它特征以及优点，这些附图意指示例但非限制本发明。

图1a是根据本发明的套层式液体分布器的俯视图；

图1b是根据本发明的套层式液体分布器的侧视图；

图2是沿A-A剖线剖取的导液管剖视图；

图3是导液管的槽壁溢流孔的侧视图；

图4是局部导流板的侧视图；以及

图5是局部升气槽上各部分结构的视图。

具体实施方式

参见图1a，示出一种液体分布器，该液体分布器具有多个平行的升气槽1，其中平行的升气槽1的槽宽为40-400mm，槽高为100-300mm，平行的升气槽1和平行的升气槽1之间的间距为30-400mm。较佳的是，该液体分布器还具有多个环形的升气槽1，其中环形的升气槽1的槽宽为40-400mm，槽高为100-300mm，且环形的升气槽1与塔壁间的距离为20-100mm，各环形的升气槽1之间隔开的间距为30-100mm以便于液体流动。在设有环形的升气槽的情形下，环形的升气槽设置在液体分布器外层，而平行的升气槽设置在液体分布器内层，形成一种套层式结构。虽然在本发明的实施例中，环形的升气槽1和平行的升气槽1的个数都是4个，但环形的升气槽1和平行的升气槽1的数目并不局限于此，而可以根据需要是任何数目。

通常，将平行的升气槽1设置成略高于环形的升气槽1，使得平行的升气槽1出来的气体与环形的升气槽1出来的气体形成交错气路而不是冲撞气路，易于气体分布，也可以减少从分液板上流下的液体被吹到上面，减少了雾沫夹带。

分液槽3设置在升气槽1的顶部，且分液槽3和升气槽1分别是液体和气体的通道。另外，该液体分布器具有分布器底板5，液体从上至下经过分液槽3之后由分布器底板5收集。

升气槽1的槽内壁设有多个导液管2，且在槽壁上开有多个溢流孔4，这些溢流孔4与导液管2流体连通。这些溢流孔4呈矩形，且宽度为4-18，高度为4-18，而个数是1-30个。且各溢流孔4之间隔开一定距离，使得液体能更均匀地通过这些溢流孔4流到导液管2中。底端溢流孔4距分布器底板5的高度是25-100mm，使得有一定量的液体能收集在分布器底板5上，尤其是在物料易结块的情形下，结块物料可沉积在分布器底板5上，而不会堵塞溢流孔4或通过溢流孔4进入到分布器内部。

虽然在本发明所示的示例中，溢流孔4呈矩形，但本发明并不局限与此，溢流孔4也可具有其它适于液体通过的形状，例如梯形、三角形。

考虑到流体流动动力学因素，导液管2横截面较佳地设计成抛物线形状，使得流体能更顺畅地在导液管2内流动。导液管2从分布器底板5伸出，伸出距离为10-200mm。

分液板例如通过焊接等方式连接于分液槽3，且该分液板大体呈“M”形，例如由向下折边的角钢形成。分液板具有中间弯折部和两侧折边部，两侧折边部的折边长度为5-60mm并且相对于槽壁向外倾斜一定角度。采用此种构造的分液板，可防止液体沿分液槽3底边流入升气槽1，造成雾沫夹带。

另外，至少在平行的升气槽1的导液管2底端处设有液体分布导流板6，该导流板6可例如通过焊接等方式连接于导液管2底端，且导流板6相对于槽壁向内弯折，弯折角度是10-60度。导流板6上设有多个导流条，导流条的个数例如是4-100个，且导流条相对于槽壁向内弯折的弯折角度与导流板6的弯折角度相同，即也是10-60度，导流条在导流板6上的排列方式是倒三角形，且导流条的长度可例如是10-1000mm。通过设置多个导流条，使得液体能更均匀地分布到填料层上面。

此外，在升气槽1的槽壁底部设有若干个漏液孔（未示出），该漏液孔的底部大致与分布器底板5齐平，漏液孔的个数例如是2-10个。

根据本发明的液体分布器可采用碳钢、不锈钢、有色金属加工制造，但本发明并不局限于此，而是也可采用其它合适的材料来制造液体分布器。

接下来，参见图1b对流体经由该液体分布器的流动情况进行详细描述。

液体从上至下流入分布器，一部分液体经过分布器分液槽3，并由底板收集，另一部分液体直接流到底板上收集，然后通过设置在槽壁上的溢流孔4进入导液管2，沿导液管2向下流动而分布到填料层上面。气体从下至上经过升气槽1，被分液槽3底板分流后均布进入上层填料的底部。在填料中，气体与流下的液体逆流接触，进行传质和传热，流体均匀地分布在填料中，避免壁流和沟流以及偏流，从而使得填料的效率提高。

虽然本发明以套层式液体分布器作为本发明的较佳实施例进行说明书，但应理解的是，本发明并不局限于套层式液体分布器，而是可采用其它形式的液体分布器，例如仅仅具有平行升气槽1形式的液体分布器等。

液体分布器示例1

运行环境：用于原料气粗分塔，塔径为φ460，采用BX规整填料，高度23m，分成多段，段间安装液体分布器。塔的操作在高压下运行，物料含有易结块组分；

之前采用的分布器结构：结构简单，多个漏斗状的环通过肋板连接，不具有液体收集再分布功能，分布质量不好，填料分离效率低，使得塔在瓶颈范围内运行，造成热耗和冷耗居高不下，运行不稳定。

液体分布器示例1的具体结构：分别具有4个环形的升气槽和4个平行的升气槽，环形的升气槽宽度为30mm，高度为110mm；溢流孔呈矩形且长6mm，宽6mm，每列孔数为8，环槽的溢流孔有多列，底端溢流孔距分布器底板高度为25mm,分液板中间弯折部的弯折角度为160度，分液板折边部的折边长度为8mm，相对于槽壁的倾斜角度为45度，分液板高度为120mm。环槽与平行槽外缘间距为30mm，平行的升气槽宽度为70mm，各平行的升气槽之间间距为45mm，平行的升气槽的高度以及孔数和尺寸与环形的升气槽相同，槽顶高度为130mm。在升气槽底侧壁上分布有4个矩形漏液孔，导液管伸出分布器底板高度为52mm，导液管底端焊接导流板，导流板倾斜角度为15度。环槽和平行槽壁厚皆为2mm，导液管壁厚和分液板厚以及导流板厚皆为2mm，分布器底板厚度为3mm。金属材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢。

运行结果：安装后生产运行，相比之前的分布器，填料塔分离效率显著提高，回流比显著降低，蒸汽耗量显著降低，较改造前节能约36%。运行半年后，检查分布器内部没有发现块状物，表明该分布器完全适合高压和比较脏的物系。

液体分布器示例2

运行环境：卤代烯烃共沸精馏塔，塔径为φ700，采用mellapakplus规整填料，高度为16m；

之前采用的分布器结构：盘式分布器，运行情况不稳定；

液体分布器示例2的具体结构：环形的升气槽各列的溢流孔呈矩形且长为8mm，宽6mm，每列溢流孔的个数是6，环形的升气槽宽度为42mm，槽高度为100mm，各环形的升气槽之间的间距为40mm，环形的升气槽与平行的升气槽外缘间距为45mm。分布器内层开有4个平行的升气槽，平行的升气槽溢流孔的数目和尺寸与环形的升气槽相同，平行的升气槽宽度为75mm，各平行的升气槽之间间距为59mm，平行的升气槽高度为110mm，升气槽侧壁底部开有4个矩形漏液孔，漏液孔的尺寸与槽壁溢流孔的尺寸相同。分液板中间弯折部的弯折角度为170度，分液板折边部的折边长度为6mm，相对于槽壁的倾斜角度为30度，导流板相对于槽壁向内倾斜的倾斜角度为30度，导液管从分布器底板的伸出长度为44mm。环形的升气槽和平行的升气槽厚度皆为2mm，分布器底板厚度为6mm，分液板和导流板以及导液管厚度皆为2mm。加工材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢；

运行结果：塔顶和塔底组成质量达标，操作稳定，处理量较之前的分布器提高9.3%。运行一年半后，分布器底板沉积有少量白色固体，分布器槽壁溢流孔未被堵塞，下边填料没有看到白色物质粘附，将分布器底板积存的固体清除后，仍然完好如初。

虽然部分地参照附图在上文已描述了本发明的示例性实施例，但应理解的是，本发明并不局限于这些实施例。本领域技术人员在实践所要求的发明时从附图、说明书以及所附的权利要求的教示中能理解并执行对所披露实施例的改型。

Claims (13)

1.一种液体分布器，所述液体分布器具有分布器底板和多个升气槽，且升气槽的顶部设有分液槽，其特征在于，所述升气槽还包括：

多个溢流孔，所述多个溢流孔设置在所述升气槽的槽壁上；以及

导液管，所述导液管设置在所述升气槽的槽内壁上，且所述多个溢流孔与所述导液管流体连通；

其中，所述多个溢流孔中最下方的溢流孔距所述分布器底板一定距离，使得有一定量的液体能收集在所述分布器底板上，从而在物料易结块的情形下，结块物料可沉积在所述分布器底板上，而不会堵塞所述溢流孔或通过所述溢流孔进入到所述液体分布器内部，且所述导液管从所述分布器底板伸出。

2.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，所述液体分布器在外层包括多个环形的升气槽，而在内层包括多个平行的升气槽。

3.如权利要求2所述的液体分布器，其特征在于，所述平行的升气槽设置成比所述环形的升气槽略高。

4.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，所述分液槽顶部固定连接有分液板。

5.如权利要求4所述的液体分布器，其特征在于，所述分液板具有中间弯折部分和两侧折边部，并且大致呈“M”形。

6.如权利要求5所述的液体分布器，其特征在于，所述折边部的折边长度在5-60mm的范围内。

7.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，所述多个溢流孔中最下方的溢流孔距所述分布器底板的距离在25-100mm的范围内。

8.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，所述溢流孔呈矩形，且所述溢流孔的宽度在4-18mm的范围内，而所述溢流孔的高度在4-18mm的范围内。

9.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，所述导液管呈抛物线形状。

10.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，所述导液管从所述分布器底板伸出的距离在10-200mm的范围内。

11.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，所述导液管底端固定连接有液体分布导流板，所述导流板相对于所述槽壁向内弯折，且所述弯折角度在10-60度的范围内。

12.如权利要求11所述的液体分布器，其特征在于，所述导流板上设有多个导流条，所述导流条相对于所述槽壁向内弯折，且弯折角度与所述导流板的弯折角度相同，所述导流条的排列方式为倒三角形。

13.如权利要求1所述的液体分布器，其特征在于，还包括多个漏液孔，所述多个漏液孔设置在所述槽壁的底部，且所述漏液孔的底部大致与所述分布器底部齐平。

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